与邻居的宇宙碰撞可能让这些白矮星变得沉重

有一天，当我们的太阳耗尽所有燃料并剥落外层时，其核心冷却的余烬将最终变成一颗白矮星，我们银河系中超过 97% 的恒星都会面临同样的命运。这些暗淡、褪色的恒星中心将太阳质量的约 40% 到 90% 压缩成一个地球大小的球体。

这些明亮的墓碑状恒星在整个宇宙中都很常见，但天体物理学家仍有很多关于它们形成的知识需要学习。最近，一项提交给《皇家天文学会月刊：快报》的研究发现，大约十分之一的白矮星实际上可能是两颗白矮星相撞的结果。

先前的研究分析了距离太阳约 65 光年内的大约 100 颗白矮星，发现其中只有大约四分之一在双星系统中配对。相比之下，50% 的常规“主序”恒星都在双星系统中。由于主序恒星（像我们的太阳一样的小恒星）是白矮星的前身，因此这两个比率应该大致相同。俄克拉荷马大学天体物理学家、这项研究的主要作者穆克雷明·基利克 (Mukremin Kilic) 表示，两者之间的异常表明双星系统中的一些白矮星可能会相互碰撞并合并成一颗更大的白矮星。

为了探索这种可能性，基利克和他的同事研究了欧洲航天局盖亚太空天文台的数据，分析了距离太阳约 325 光年内的近 14,000 颗白矮星。死亡恒星的颜色和亮度帮助科学家估算出它们的质量。

研究人员发现，考虑到它们可能从同一区域内普通恒星的质量范围，这些白矮星中很大一部分的质量比人们预期的要重。这表明“它们中的许多一定是通过以前的双星系统的合并而形成的——我们估计合并的比例约为 11%”，Kilic 说。

基利克解释说，当主序星双星系统演化成白矮星对时，这种情况可能会发生。随着垂死恒星失去外层，膨胀的热气体可能会在白矮星对周围形成一个共同的外壳。这层外壳可能会让白矮星靠得更近，有助于解释为什么这么多白矮星最终会相撞。“我们对 100 亿年前的星系盘群进行的一些模拟显示，多达 15% 到 30% 的主序星双星系统可能会在双星系统合并后形成单个白矮星，”基利克说。

这并不是首次导致天体合并的太空碰撞。双主序恒星可以合并形成异常炽热、明亮的恒星，即蓝离散星，引力波天文台最近见证了黑洞对和中子星对的合并。

然而，白矮星合并的数量可能远远超过其他类型的合并。蓝离散星似乎很少见，而且“白矮星的数量比黑洞和中子星多几个数量级，”基利克说。

捷克科学院天文研究所退休天体物理学家斯蒂芬·文尼斯 (Stephane Vennes) 表示，这些初步发现可能证实了之前的观点，即大量白矮星是通过碰撞形成的，但他没有参与这项研究。但他指出，还需要做更多的工作来检查盖亚捕获的有关这些白矮星的所有新数据，以确认它们是否确实是通过合并形成的。“合并过程本身还不太清楚，而且目前还不清楚合并后的物体是否应该保留所有原始材料，”文尼斯说。“这是一个需要大量调查的方面。”

如果两颗合并的白矮星的总质量大于太阳的 1.4 倍，它们就会爆炸，形成 Ia 型超新星，“我们现在每天都能探测到这种超新星，”Kilic 说。他指出，这些新发现可能有助于解开这些灾难性爆发如何发生的谜团。Vennes 对此表示同意——“理论仍然很难得出这些合并的明确爆炸，”他说。