天文学家首次捕捉到白矮星自动开启和关闭

白矮星是宇宙中研究和了解最多的天体之一，但它们仍然能够在我们最意想不到的时候给我们带来惊喜。

天文学家使用 NASA 的凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 正在研究双星系统中的一颗白矮星时，突然发现它在短短 30 分钟内“打开和关闭”。

研究人员由英国达勒姆大学河外天文学中心的 Simone Scaringi 博士领导，他们在观察白矮星的亮度时，正在研究白矮星如何从它的恒星伙伴那里吸积物质——这是一种奇特的说法——吞噬。白矮星突然暴跌。这些观察结果本周发表在《自然天文学》杂志上。

Scaringi 说：“看到 TW Pictoris 的亮度在 30 分钟内骤降本身就是非凡的，因为它在其他吸积白矮星中从未见过，而且从我们对这些系统应该如何穿过吸积盘的理解来看，这是完全出乎意料的。” . “它似乎在打开和关闭。”

这种变化在中子星等其他天体中并不罕见，但这是第一次在白矮星中观察到，这使得研究“吸积”物理学的天文学家特别感兴趣。

吸积是大量物质从源头聚集到围绕重心缓慢吸收物质的旋转圆盘中的过程。最著名的是，土星环是吸积盘的一种形式，M87 星系中心超大质量黑洞周围的吸积盘也是如此，这是2019 年第一个直接成像的黑洞。

就像 M87 超大质量黑洞周围的吸积盘一样，白矮星周围的吸积盘也会使其发出明亮的光芒，因为吸积盘内边缘快速加速的物质会产生天文学家能够探测到的无线电波。Scaringi 一直在研究这些无线电波，以了解这个过程背后的物理学，因为它在整个宇宙中发挥作用。

“总的来说，吸积过程没有任何短期的‘缺口’，”斯卡林吉博士在一封电子邮件中告诉 TechRadar。“在这些类型的系统中，通常发生的情况是，围绕白矮星运行的供体恒星不断地为吸积盘提供能量。随着吸积盘物质慢慢靠近白矮星，它通常会变得更亮，并最终使其进入白矮星矮表面。”

“众所周知，在某些系统中，供体恒星停止为圆盘提供能量（原因尚不清楚），”斯卡林吉博士告诉我们。“当这种情况发生时，圆盘仍然很亮，因为它‘排出’了以前仍然存在的物质。然后，圆盘需要大约一到两个月的时间才能排出大部分物质，我们在不同的吸积白矮星中看到了这种情况。

“一旦物质的数量几乎完全耗尽，这就是所谓的‘磁门控’起作用的时候：白矮星旋转的磁层屏障阻止剩余的盘状物质简单地顺利吸积，而是调节数量以“断断续续”的方式降落在白矮星上。

Scaringi 告诉我们：“由于耗尽磁盘需要几个月的时间，看到 TW Pictoris 在 30 分钟内亮度下降是完全出乎意料的。” “我们认为 TW Pictoris 可能发生的事情是，不是磁盘被如此快速地耗尽，我们看到了白矮星磁场的某种重新配置，它迅速将内 部磁盘边缘向外推，从而使其成为更虚弱。”

这些观测结果可能是我们理解吸积行为的关键一步，因为白矮星在宇宙中比中子星或黑洞更为常见，中子星或黑洞也是众所周知但鲜为人知的吸积物。

因此，在白矮星周围研究这种现象应该更容易，而且由于吸积背后的物理学本质上与中子星和黑洞相同，我们应该能够将白矮星周围发生的事情外推到这些更奇特的吸积物上。

Scaringi 说：“这确实是一个以前未被认识的现象，而且由于我们可以与小得多的中子星中的类似行为进行比较，这可能是帮助我们更好地了解其他吸积天体如何以中子星为食的过程的重要一步。围绕它们的材料以及磁场在这个过程中的重要作用。”