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