天文學家發現新的掩食雙白矮雙星
美國加州理工學院與其他學術機構天文學家組成的研究團隊,發現了一種新的掩食型雙矮星。這編號ZTF J2243 + 5242白矮雙星系統的軌道週期少於十分鐘,使它成為至目前為止,已知的最短週期的掩食雙星之一。
天文學家對發現和研究雙白矮星(Double White Dwarf)感興趣,因為它們的合併產生了質量更高的新白矮星。假定在太陽附近的一些高質量白矮星可能是雙白矮星合併後的星體。
茲威基瞬變設施(Zwicky Transient Facility,簡稱 ZTF)使用位於加利福尼亞州的帕洛瑪天文台(Palomar Observatory),是尋找雙白矮星系統的最重要的天文學巡天設備之一。到目前為止,它已經確定了許多接近的,軌道週期不到一個小時的雙白矮星。
現在,由加州理工學院的凱文·B·伯格(Kevin B. Burdge)領導的一組天文學家,從茲威基瞬變設施巡天中發現了一顆新的雙白矮星,後來跟進的光度學(photometric)和光譜學觀測證實了它的性質。
ZTF J2243 + 5242的軌道週期為8.8分鐘,由兩顆低質量氦元素白矮星組成。這兩顆星的半徑約為0.03太陽半徑,而它們的質量約是太陽的0.35和0.38。較大的白矮星的有效溫度約為16,200 K,它的伴星溫度更高,大約再高6,000K。這夥雙星系統位於距離地球大約六百九十萬光年的位置。
研究假設,從現在起大約四十萬年,ZTF J2243 + 5242的兩顆白矮星將會合併,最有可能形成一個孤立的次矮星(subdrawf)或者北冕座 R 型星,ZTF J2243 + 5242之間的軌道當前正在快速縮小。研究發現,這個系統目前明顯分開,但是兩顆矮星在大約三十二萬年後開始合併。
科學家預計,合併之後,ZTF J2243 + 5242將成為可由歐洲太空總署的激光干涉儀太空天線(Laser Interferometer Space Antenna,簡稱 LISA)等太空重力波探測衛星檢測到最強大的重力波來源之一。
研究人員指出,好像ZTF J2243 + 5242和ZTF J1539 + 5027這樣的短軌道週期系統將會是特別有價值的天體實驗室。由於這些系統接近激光干涉儀太空天線靈敏度峰值,因此可以在遠距離檢測到它們的存在。
伯格團隊強調,他們的研究證明了光度學的巨大價值,不僅是發現ZTF J2243 + 5242等極端系統的工具,而且是一種可以在遠距離和微弱光度下,精確分類這種星體的技術。
【圖:加州理工學院伯格研究團隊;文:節譯自物理學機構網頁】 研究全文刊登在2020年10月7日出版的 arXiv 論文預印本網站