臺北市立天文科學教育館

根據美國麻省理工學院（MIT）Emma Chickles 團隊發表於《The Astrophysical Journal》的研究，天文學家發現一個極端緻密的雙白矮星系統「ATLAS J1013−4516」，其公轉週期僅8.56分鐘，屬目前已知最短週期的質量轉移雙白矮星之一。該系統由兩顆白矮星組成，其中一顆正持續從伴星剝離物質並加以吸積，呈現極端的「雙星吞食」現象。研究顯示，在軌道距離極小的情況下，伴星受到強烈潮汐作用而逐漸變形，其外層氣體經由質量轉移流向主星周圍的高溫吸積盤，形成高度劇烈的吸積過程。

圖說：這顆恆星從其雙星伴星中吸取物質，並將其轉移到吸積盤中。（圖片來源：NASA）

研究團隊利用過去十年間多項巡天計畫累積的大量影像資料，從數百萬個雙星系統中搜尋極短週期變光訊號，並透過演算法分析亮度的細微變化，最終辨識出此候選天體。後續觀測則在智利麥哲倫望遠鏡進行，並使用新型高速相機 proto-Lightspeed，即時觀測兩顆白矮星互相掩食時的亮度起伏。由於該系統的軌道平面幾乎與地球視線重合，研究人員得以在每一次互相掩食的過程中直接量測雙星的質量、尺寸與軌道參數，這在超緻密雙白矮星系統中極為罕見。

分析結果指出，被剝離物質的白矮星內部密度約為鉛的250倍。這些物質被吸積至另一顆白矮星周圍後，形成尺度接近土星大小的超高溫吸積盤，其溫度遠高於太陽表面。研究者強調，即使白矮星已是恆星演化後的殘骸核心，在極端重力環境下仍可能遭受進一步撕裂。由於過去對10分鐘以下超短週期雙白矮星的質量轉移機制了解有限，而不同系統又展現截然不同的行為，因此此案例提供了觀測雙星演化的重要依據。

研究亦指出，ATLAS J1013−4516極可能成為未來太空重力波天文台「Laser Interferometer Space Antenna，LISA」的重要觀測目標。由於兩顆白矮星高速互繞，其系統將持續釋放低頻重力波，而LISA預計可直接偵測這類由白矮星雙星產生的時空漣漪。研究團隊認為，既然已能發現如此極端的案例，代表現有巡天資料庫中可能仍隱藏大量尚未辨識的超短週期緻密雙星，未來藉由更高效率的搜尋方法，將有助於建立銀河系重力波源族群的完整圖像。（編譯／吳典諺）

資料來源：phys.org