中新网北京4月25日电 (记者 孙(sun)自法)记者4月25日从中国科学(xue)院(yuan)国家天(tian)文台获悉，由中国天(tian)文学(xue)家领衔的国际研究团队，最近在中国大科学(xue)装置郭守敬望远镜(大天(tian)区面积(ji)多目标(biao)光纤光谱天(tian)文望远镜，英文缩写LAMOST)的光谱巡天(tian)数据中，发现(xian)一颗极其罕见的、与生俱来的超钱德(de)拉塞(sai)卡质量白矮星-热亚矮星双星系统LAN11。
该系统的发现(xian)研究，为白矮星双星系统在演化末期可能遵循新路径形(xing)成中子(zi)星的理论(lun)预言提供了观测支撑。其对中子(zi)星、Ia型超新星等理论(lun)和观测研究都具有(you)重(zhong)大意义(yi)。
本项研究发现(xian)的双星系统LAN11艺术想象图。中国科学(xue)院(yuan)国家天(tian)文台 供图
这项重(zhong)要天(tian)文发现(xian)研究成果，由中国科学(xue)院(yuan)国家天(tian)文台、中国科学(xue)院(yuan)大学(xue)、云南天(tian)文台、西华师范大学(xue)的科研人员(yuan)以及匈牙利同行联合组(zu)成的国际研究团队共同完成，成果论(lun)文近日在学(xue)术期刊《中国科学(xue)：物理 力学(xue) 天(tian)文学(xue)》发表。
证认超钱德(de)拉塞(sai)卡双星系统
研究团队先容，恒星走向死亡的具体过程，既是恒星物理领域中的关键课题，又对宇宙膨胀、引(yin)力波探测等诸多天(tian)体物理领域有(you)着深远影响。在多数情形(xing)下，包含白矮星的双星系统在总质量超过钱德(de)拉塞(sai)卡极限后，通常会以Ia型超新星的形(xing)式结束其演化历程，然(ran)而理论(lun)上还存(cun)在着其他可能性。吸(xi)积(ji)致(zhi)坍缩(AIC)便是其中的一种(zhong)演化路径，此路径下的双星演化结局并(bing)不会发生超新星爆炸(zha)，而是直接坍缩形(xing)成中子(zi)星，是中子(zi)星形(xing)成的重(zhong)要途径之一。
虽然(ran)截至目前尚未直接观测到AIC事(shi)件，但若能发现(xian)AIC前身星，则(ze)可以有(you)力限定AIC出现(xian)的概率，并(bing)进一步理解双星演化终点所涉及的复杂(za)物理过程。
在本项研究中，研究团队基于(yu)郭守敬望远镜的光谱数据，以及通过望远镜获取计划(TAP)得到的帕洛玛(ma)天(tian)文台5米海尔望远镜观测数据和中国科学(xue)院(yuan)国家天(tian)文台兴隆观测站2.16米望远镜等数据，结合其他开放观测数据库(ku)，成功证认一个极为罕见的、与生俱来的超大质量白矮星-热亚矮星超钱德(de)拉塞(sai)卡双星系统Lan11。
精确测量无法看到致(zhi)密天(tian)体
通过覆盖该双星系统轨道周期的光谱和测光观测数据，研究团队得以描绘出这个恒星系统的具体模样：它由两颗恒星组(zu)成，地球(qiu)接收(shou)到的光信(xin)号来自其中一颗被(bei)称为热亚矮星的演化晚期恒星，质量在0.52-0.65倍太(tai)阳质量之间。观测发现(xian)这颗恒星的形(xing)状并(bing)不是通常的球(qiu)形(xing)，而呈现(xian)椭球(qiu)形(xing)，暗示它旁边隐藏着一个很难(nan)观测到的尺寸很小但质量很大的致(zhi)密天(tian)体。
精确测量显示，这个无法看到的天(tian)体质量在1.07-1.35倍太(tai)阳质量之间，半径应远远小于(yu)正常恒星。这些信(xin)息都表明(ming)，该致(zhi)密天(tian)体应该是一颗罕见的大质量白矮星，其核心很可能充满氧和氖，通常被(bei)称为氧氖白矮星。
这个双星系统的总质量达到1.67-1.92倍太(tai)阳质量，远超过钱德(de)拉塞(sai)卡极限(大约(yue)1.4倍太(tai)阳质量)，也是利用光学(xue)手段(duan)观测到的质量最大的热亚矮星-白矮星系统。理论(lun)推测，该系统因不断释放引(yin)力波而将(jiang)在5-5.4亿年(nian)以后合并(bing)。通常情况下，包含白矮星的双星系统如(ru)果总质量超过钱德(de)拉塞(sai)卡极限，合并(bing)后会形(xing)成超新星爆发。但也有(you)例外，如(ru)果这颗白矮星是一颗氧氖白矮星，那么(me)合并(bing)产生的能量会被(bei)电子(zi)俘获过程吸(xi)收(shou)，不能形(xing)成爆炸(zha)，而经由AIC事(shi)件直接坍缩形(xing)成一颗中子(zi)星。
稀有(you)天(tian)体高效观测研究路径
进一步的理论(lun)研究揭示了这个双星系统的前世，理论(lun)预测它早期包括(kuo)一颗质量约(yue)5至8倍太(tai)阳质量的恒星，通过单星演化过程快速(su)形(xing)成一颗氧氖白矮星。这也是目前唯一一个被(bei)观测到的大质量特性源自本身演化而非吸(xi)积(ji)过程的白矮星。之后通过共有(you)包层演化，热亚矮星前身星的包层被(bei)剥(bao)离掉，裸露出炽热的核心，形(xing)成现(xian)在的热亚矮星。
国际知名天(tian)文学(xue)家斯蒂芬·盖尔(Stephan Geier)同期发表评述文章，强调发现(xian)这颗罕见的AIC前身星候(hou)选体的重(zhong)要意义(yi)，认为该发现(xian)深刻(ke)揭示天(tian)体物理学(xue)重(zhong)大问(wen)题的突破方向未必(bi)局限于(yu)遥(yao)远宇宙，太(tai)阳邻近天(tian)体同样可能蕴藏着颠覆性发现(xian)，这也为后续在太(tai)阳周边开展细致(zhi)天(tian)体研究提供重(zhong)要启(qi)示。
研究团队表示，本项研究是基于(yu)中国郭守敬望远镜巡天(tian)数据选源，再通过望远镜获取计划获得国际大中型望远镜开展后续观测的一个典型案(an)例，展示出对稀有(you)天(tian)体的搜寻研究而言，郭守敬望远镜利用其海量光谱库(ku)进行初筛，再使用大中型精测望远镜进行证认，是一条切实可行的高效观测研究路径。它不仅体现(xian)出郭守敬望远镜巡天(tian)的大样本能力，也表明(ming)大中型精测望远镜的不可替(ti)代性。(完)