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近期，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)和云南天文臺(tái)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)包含極低質(zhì)量白矮星前身星的雙星系統(tǒng)，其伴星是一顆不可見(jiàn)的致密天體。日前，相關(guān)研究成果發(fā)表于《天文學(xué)雜志》。

該研究成果證實(shí)了LAMOST（郭守敬望遠(yuǎn)鏡）搜尋和研究這類特殊天體的能力，同時(shí)也是研究人員利用LAMOST大規(guī)模巡天光譜數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，在搜尋致密天體方面取得的又一項(xiàng)重要進(jìn)展。

根據(jù)現(xiàn)有的恒星演化理論，中小質(zhì)量恒星的最終演化形態(tài)以碳氧核白矮星為主，還有一些大質(zhì)量的氧氖核白矮星，以及小質(zhì)量的氦核白矮星。極低質(zhì)量白矮星是一類氦核白矮星，其質(zhì)量通常小于0.3倍太陽(yáng)質(zhì)量。

已有的觀測(cè)資料顯示，大多數(shù)的極低質(zhì)量白矮星都處于雙星系統(tǒng)中，其初始的主序星質(zhì)量大約為1至1.5倍太陽(yáng)質(zhì)量之間，之后由于雙星相互作用損失了大部分包層質(zhì)量。當(dāng)物質(zhì)交流結(jié)束，恒星內(nèi)核與包層組成的天體，即極低質(zhì)量白矮星的前身星，可以在近恒定光度狀態(tài)維持較長(zhǎng)的時(shí)間，并在隨后的演化中進(jìn)入白矮星冷卻階段。由于極低質(zhì)量白矮星的獨(dú)特包層結(jié)構(gòu)，其在星震學(xué)、恒星演化及雙星演化領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價(jià)值。

據(jù)了解，含有致密伴星的短軌道周期極低質(zhì)量白矮星雙星系統(tǒng)是一類重要的連續(xù)引力波源，它們是當(dāng)前以及未來(lái)引力波研究中最重要的目標(biāo)源之一。

論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)高級(jí)工程師袁海龍向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹：“我們發(fā)現(xiàn)的這個(gè)雙星系統(tǒng)的軌道周期為0.219658天，可見(jiàn)恒星表現(xiàn)出F型主序星的光譜特征。光變曲線的特征表明，這顆可見(jiàn)恒星發(fā)生了顯著的潮汐形變，被拉伸變形成為了水滴狀?！?/p>

據(jù)估計(jì)，該雙星系統(tǒng)中可見(jiàn)星的質(zhì)量約為0.09倍太陽(yáng)質(zhì)量。由于該星質(zhì)量小，溫度高，且光譜沒(méi)有明顯的發(fā)射線特征，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這個(gè)可見(jiàn)恒星應(yīng)該是一顆已經(jīng)停止了物質(zhì)傳輸?shù)臉O低質(zhì)量白矮星前身星。

現(xiàn)有的極低質(zhì)量白矮星理論模型和觀測(cè)統(tǒng)計(jì)都表明，極低質(zhì)量白矮星可能存在一個(gè)大約0.14-0.16倍太陽(yáng)質(zhì)量的質(zhì)量下限?！拔覀兊陌l(fā)現(xiàn)對(duì)極低質(zhì)量白矮星的形成模型提出了新的挑戰(zhàn)，對(duì)完善極低質(zhì)量白矮星的形成機(jī)制具有重要的科學(xué)意義?！痹｝堈f(shuō)。

另外，系統(tǒng)的不可見(jiàn)致密伴星質(zhì)量約為1.0倍太陽(yáng)質(zhì)量，大概率是白矮星，但也不排除是中子星的可能。為此，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)申請(qǐng)國(guó)外大望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間，對(duì)該雙星系統(tǒng)開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-3881/acaf07

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