134亿岁宇宙化石中发现双白矮星：两颗恒星尸体正在疯狂共舞

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研究团队推测，这颗看不见的伴星很可能是另一颗白矮星，也不能完全排除是一颗中子星的可能性。两颗天体以0.54天的周期相互绕转，轨道几乎呈正圆形，偏心率小于0.03。系统还存在一个神秘的第三天体，绕转周期可能是20天或80天。

观测还显示，这对双星正在以每秒50.1公里的速度在星团中穿行。它们发出的光芒经历了4.2小时的累积曝光才被MUSE仪器捕捉。哈勃空间望远镜的历史数据为这个发现提供了重要补充。

NGC 6397是距离地球第二近的球状星团，仅次于M4。它距离我们约7800光年，半径36光年，总质量相当于11.4万个太阳。这个星团极其古老，年龄估计为134亿年，几乎与宇宙同龄。

球状星团是恒星演化的"墓地"。由于动力学摩擦导致的质量分层效应，大质量天体如黑洞、中子星和双星系统会逐渐沉降到星团中心。此前研究已发现，NGC 6397核心聚集了约1000个太阳质量的白矮星群。

双白矮星系统是极为特殊的天体物理实验室。它们的轨道演化完全由广义相对论和引力波辐射主导。最终并合时，它们可能产生一颗更大质量的白矮星，或者在质量足够大时引发Ia型超新星爆发。这类爆发是宇宙学中测量距离的标准烛光。

即将发射的中国空间站巡天空间望远镜（CSST）将对球状星团核心区域进行高分辨率测光观测。其性能有望发现更多处于短周期轨道上的双白矮星系统。这类天体是验证引力波理论的关键目标。

在空间引力波探测领域，中国的"太极计划"和"天琴计划"正好瞄准毫赫兹频段。双白矮星并合前发出的引力波就在这一频段。此次发现的NF1 AB系统，未来可能成为这些空间引力波探测器的重要观测目标。

这对双白矮星是研究早期宇宙恒星演化的活化石。它们诞生于宇宙大爆炸后仅4亿年，见证了银河系形成的最初阶段。其化学组成和轨道参数记录了第一代大质量恒星的死亡方式。

如果NF1 A确实是白矮星，这个系统的总质量可能接近钱德拉塞卡极限（1.4倍太阳质量）。这意味着它们将在数亿年内并合，产生剧烈爆发或形成一颗毫秒脉冲星。如果伴星是中子星，这将是一个极为罕见的白矮星-中子星双星系统。

Fabian Göttgens et al, Discovery of a double white dwarf in the Galactic globular cluster NGC 6397, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2602.08898

European Southern Observatory (ESO), Very Large Telescope (VLT), Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)

NASA/ESA Hubble Space Telescope (HST)