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加快打造原始創(chuàng)新策源地,，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),，努力搶占科技制高點(diǎn),，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn),。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng),、面向國(guó)家重大需求,、面向人民生命健康,，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地,，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu),。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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研究發(fā)現(xiàn)罕見(jiàn)的超錢(qián)德拉塞卡雙星系統(tǒng)

2025-04-25 國(guó)家天文臺(tái)

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由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái),、中國(guó)科學(xué)院大學(xué),、云南天文臺(tái),、西華師范大學(xué)以及匈牙利天文學(xué)家聯(lián)合組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）光譜巡天數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一顆罕見(jiàn)的,、與生俱來(lái)的超大質(zhì)量白矮星-熱亞矮星超錢(qián)德拉塞卡雙星系統(tǒng),。該研究支持白矮星雙星演化末期可能存在新的演化路徑，并為中子星形成通道提供了新的可能性,。這對(duì)中子星,、Ia型超新星等理論和觀測(cè)研究具有重要意義,。

恒星走向死亡的具體過(guò)程，既是恒星物理領(lǐng)域中的關(guān)鍵課題,，又對(duì)宇宙膨脹,、引力波探測(cè)等諸多天體物理領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)影響。在多數(shù)情形下,，包含白矮星的雙星系統(tǒng)在總質(zhì)量超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限后,，通常以Ia型超新星的形式結(jié)束其演化歷程，而理論上還存在著其他可能性,。吸積致坍縮（AIC）便是其中的一種演化路徑,，此路徑下的雙星演化結(jié)局并不會(huì)發(fā)生超新星爆炸，而是直接坍縮形成中子星,，是中子星形成的重要途徑之一,。截至目前，尚未直接觀測(cè)到AIC事件,，但若能發(fā)現(xiàn)AIC前身星,，則可以有力限定AIC出現(xiàn)的概率，并進(jìn)一步理解雙星演化終點(diǎn)所涉及的復(fù)雜物理過(guò)程,。

在這項(xiàng)研究中,，該團(tuán)隊(duì)基于LAMOST光譜數(shù)據(jù)以及通過(guò)望遠(yuǎn)鏡獲取計(jì)劃得到的帕洛瑪天文臺(tái)五米海爾望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)數(shù)據(jù)和國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站2.16米望遠(yuǎn)鏡等數(shù)據(jù)，結(jié)合其他開(kāi)放觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),，證認(rèn)了一顆極為罕見(jiàn)的,、與生俱來(lái)的超大質(zhì)量白矮星-熱亞矮星超錢(qián)德拉塞卡雙星系統(tǒng)——Lan11。通過(guò)覆蓋這個(gè)雙星系統(tǒng)軌道周期的光譜和測(cè)光觀測(cè)數(shù)據(jù),，團(tuán)隊(duì)得以描繪出這個(gè)恒星系統(tǒng)的具體模樣,。它由兩顆恒星組成，團(tuán)隊(duì)接收到的光信號(hào)來(lái)自其中一顆被稱(chēng)為熱亞矮星的演化晚期恒星,，質(zhì)量在0.52至0.65倍太陽(yáng)質(zhì)量之間,。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，這顆恒星的形狀并不是通常的球型而呈現(xiàn)橢球形,，提示它旁邊隱藏著一個(gè)很難觀測(cè)到的尺寸很小但質(zhì)量很大的致密天體,。精確測(cè)量顯示，這個(gè)無(wú)法看到的天體質(zhì)量在1.07至1.35倍太陽(yáng)質(zhì)量之間,，半徑應(yīng)遠(yuǎn)小于正常恒星,。研究表明，這個(gè)致密天體應(yīng)是一顆罕見(jiàn)的大質(zhì)量白矮星,，其核心可能充滿(mǎn)了氧和氖,，通常被稱(chēng)為ONe白矮星。這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量達(dá)到1.67至1.92倍太陽(yáng)質(zhì)量，遠(yuǎn)超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限,。這是利用光學(xué)手段觀測(cè)到的質(zhì)量最大的熱亞矮星-白矮星系統(tǒng),。理論推測(cè)，這個(gè)系統(tǒng)因不斷釋放引力波而將在5至5.4億年后合并,。通常,，包含白矮星的雙星系統(tǒng)如果總質(zhì)量超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限，合并后會(huì)形成超新星爆發(fā),。但也有例外,，如果這顆白矮星是一顆ONe白矮星，那么合并產(chǎn)生的能量會(huì)被電子俘獲過(guò)程吸收,，不能形成爆炸,，而經(jīng)由AIC事件直接坍縮形成一顆中子星。

進(jìn)一步,，理論研究揭示了這個(gè)雙星系統(tǒng)的前世,。理論預(yù)測(cè)，它早期包括一顆質(zhì)量約5至8倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星,，通過(guò)單星演化過(guò)程快速形成一顆ONe白矮星,，而不是通常看到的通過(guò)吸積伴星質(zhì)量產(chǎn)生的,。這是目前看到的唯一一個(gè)與生俱來(lái)的ONe白矮星,。此后，通過(guò)共有包層演化,，熱亞矮星前身星的包層被剝離掉,，裸露出熾熱的核心，形成現(xiàn)在的熱亞矮星,。

上述研究是基于LAMOST巡天進(jìn)行選源,，進(jìn)而通過(guò)望遠(yuǎn)鏡獲取計(jì)劃獲得國(guó)際大中型望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展后續(xù)觀測(cè)的典型案例，展示了對(duì)稀有天體觀測(cè)研究而言,，LAMOST利用其海量光譜庫(kù)進(jìn)行初篩,，進(jìn)而使用大中型精測(cè)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行證認(rèn)的高效觀測(cè)研究路徑。這一成果不僅體現(xiàn)了LAMOST巡天的大樣本能力,，也體現(xiàn)了大中型精測(cè)望遠(yuǎn)鏡的不可替代性,。

4月22日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：物理力學(xué) 天文學(xué)》（SCIENCECHINA Physics,?Mechanics & Astronomy）上,。同期,，該領(lǐng)域國(guó)際知名專(zhuān)家Stephan Geier發(fā)表了評(píng)述文章。

論文鏈接

LAN11雙星系統(tǒng)想象圖

由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái),、中國(guó)科學(xué)院大學(xué),、云南天文臺(tái)、西華師范大學(xué)以及匈牙利天文學(xué)家聯(lián)合組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì),，在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）光譜巡天數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一顆罕見(jiàn)的,、與生俱來(lái)的超大質(zhì)量白矮星-熱亞矮星超錢(qián)德拉塞卡雙星系統(tǒng)。該研究支持白矮星雙星演化末期可能存在新的演化路徑,，并為中子星形成通道提供了新的可能性,。這對(duì)中子星、Ia型超新星等理論和觀測(cè)研究具有重要意義,。恒星走向死亡的具體過(guò)程,，既是恒星物理領(lǐng)域中的關(guān)鍵課題，又對(duì)宇宙膨脹,、引力波探測(cè)等諸多天體物理領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)影響,。在多數(shù)情形下，包含白矮星的雙星系統(tǒng)在總質(zhì)量超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限后,，通常以Ia型超新星的形式結(jié)束其演化歷程,，而理論上還存在著其他可能性。吸積致坍縮（AIC）便是其中的一種演化路徑,，此路徑下的雙星演化結(jié)局并不會(huì)發(fā)生超新星爆炸,，而是直接坍縮形成中子星，是中子星形成的重要途徑之一,。截至目前,，尚未直接觀測(cè)到AIC事件，但若能發(fā)現(xiàn)AIC前身星,，則可以有力限定AIC出現(xiàn)的概率,，并進(jìn)一步理解雙星演化終點(diǎn)所涉及的復(fù)雜物理過(guò)程。在這項(xiàng)研究中,，該團(tuán)隊(duì)基于LAMOST光譜數(shù)據(jù)以及通過(guò)望遠(yuǎn)鏡獲取計(jì)劃得到的帕洛瑪天文臺(tái)五米海爾望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)數(shù)據(jù)和國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站2.16米望遠(yuǎn)鏡等數(shù)據(jù),，結(jié)合其他開(kāi)放觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，證認(rèn)了一顆極為罕見(jiàn)的,、與生俱來(lái)的超大質(zhì)量白矮星-熱亞矮星超錢(qián)德拉塞卡雙星系統(tǒng)——Lan11,。通過(guò)覆蓋這個(gè)雙星系統(tǒng)軌道周期的光譜和測(cè)光觀測(cè)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)得以描繪出這個(gè)恒星系統(tǒng)的具體模樣,。它由兩顆恒星組成,，團(tuán)隊(duì)接收到的光信號(hào)來(lái)自其中一顆被稱(chēng)為熱亞矮星的演化晚期恒星，質(zhì)量在0.52至0.65倍太陽(yáng)質(zhì)量之間,。觀測(cè)發(fā)現(xiàn),，這顆恒星的形狀并不是通常的球型而呈現(xiàn)橢球形，提示它旁邊隱藏著一個(gè)很難觀測(cè)到的尺寸很小但質(zhì)量很大的致密天體,。精確測(cè)量顯示,，這個(gè)無(wú)法看到的天體質(zhì)量在1.07至1.35倍太陽(yáng)質(zhì)量之間,，半徑應(yīng)遠(yuǎn)小于正常恒星。研究表明,，這個(gè)致密天體應(yīng)是一顆罕見(jiàn)的大質(zhì)量白矮星,，其核心可能充滿(mǎn)了氧和氖，通常被稱(chēng)為ONe白矮星,。這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量達(dá)到1.67至1.92倍太陽(yáng)質(zhì)量,，遠(yuǎn)超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限。這是利用光學(xué)手段觀測(cè)到的質(zhì)量最大的熱亞矮星-白矮星系統(tǒng),。理論推測(cè),，這個(gè)系統(tǒng)因不斷釋放引力波而將在5至5.4億年后合并。通常,，包含白矮星的雙星系統(tǒng)如果總質(zhì)量超過(guò)錢(qián)德拉塞卡極限,，合并后會(huì)形成超新星爆發(fā)。但也有例外,，如果這顆白矮星是一顆ONe白矮星,，那么合并產(chǎn)生的能量會(huì)被電子俘獲過(guò)程吸收，不能形成爆炸,，而經(jīng)由AIC事件直接坍縮形成一顆中子星,。進(jìn)一步，理論研究揭示了這個(gè)雙星系統(tǒng)的前世,。理論預(yù)測(cè),，它早期包括一顆質(zhì)量約5至8倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星，通過(guò)單星演化過(guò)程快速形成一顆ONe白矮星,，而不是通?？吹降耐ㄟ^(guò)吸積伴星質(zhì)量產(chǎn)生的。這是目前看到的唯一一個(gè)與生俱來(lái)的ONe白矮星,。此后,，通過(guò)共有包層演化，熱亞矮星前身星的包層被剝離掉,，裸露出熾熱的核心,，形成現(xiàn)在的熱亞矮星。上述研究是基于LAMOST巡天進(jìn)行選源,，進(jìn)而通過(guò)望遠(yuǎn)鏡獲取計(jì)劃獲得國(guó)際大中型望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展后續(xù)觀測(cè)的典型案例,，展示了對(duì)稀有天體觀測(cè)研究而言，LAMOST利用其海量光譜庫(kù)進(jìn)行初篩,，進(jìn)而使用大中型精測(cè)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行證認(rèn)的高效觀測(cè)研究路徑,。這一成果不僅體現(xiàn)了LAMOST巡天的大樣本能力，也體現(xiàn)了大中型精測(cè)望遠(yuǎn)鏡的不可替代性,。4月22日,，相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：物理力學(xué) 天文學(xué)》（SCIENCECHINA Physics,?Mechanics & Astronomy）上,。同期，該領(lǐng)域國(guó)際知名專(zhuān)家Stephan Geier發(fā)表了評(píng)述文章,。論文鏈接LAN11雙星系統(tǒng)想象圖

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