清華大學物理系王曉鋒教授團隊聯(lián)合國際科研力量,通過清華大學-馬化騰巡天望遠鏡(TMTS)在銀河系內發(fā)現(xiàn)特殊致密雙星系統(tǒng)TMTS J0526。該系統(tǒng)中的熱亞矮星以僅地球7倍的半徑(約4.48萬公里)刷新人類已知最小恒星紀錄,其質量卻達太陽的0.33倍,相當于土星質量的1150余倍。這顆"迷你恒星"的體積不足太陽的萬分之一,卻能維持穩(wěn)定的氦核聚變,恰好處于恒星與褐矮星的臨界狀態(tài)。
科研團隊通過對比太陽系天體揭示其特殊性:土星半徑為地球9.5倍(約6萬公里),而該恒星半徑僅為4.48萬公里,體積小于太陽系內太陽、木星、土星之外的所有天體。其質量密度達到驚人程度,相當于將1.5噸的家用轎車壓縮成1725噸的貨運列車。此前最小恒星紀錄保持者2MASS J0523體積相當于木星,而新發(fā)現(xiàn)天體體積僅為其一半,卻仍能持續(xù)進行核聚變反應。
該雙星系統(tǒng)的形成過程堪稱宇宙級"暴力改造"。21年前韓占文院士團隊提出的理論預言,某些雙星系統(tǒng)會經歷兩次共有包層拋射:初始階段兩顆恒星外層氣體形成共同包層,隨后經歷劇烈拋射形成致密星體。TMTS J0526的觀測數(shù)據(jù)完美印證這一理論——系統(tǒng)中的白矮星(太陽質量的0.74倍)通過引力剝離伴星外層,經歷兩次包層拋射后,最終形成這顆超小熱亞矮星。
這對雙星以20.5分鐘的超短周期高速互繞,線速度達每小時1.2萬公里,是地球公轉速度的20余倍。由于高速旋轉產生的引力波輻射,其軌道周期每年縮短0.1秒。這種持續(xù)的能量損失為驗證愛因斯坦廣義相對論提供了天然實驗室,相當于在宇宙中安裝了高精度引力波計時器。
這項發(fā)現(xiàn)具有雙重科學價值:在理論層面,首次觀測證實"兩次包層拋射"形成機制,為恒星演化模型提供關鍵證據(jù);在應用層面,該系統(tǒng)產生的毫赫茲頻段引力波信號,將成為未來空間引力波探測器(如歐洲LISA、中國"天琴""太極"計劃)的理想校準源。TMTS望遠鏡自2020年運行以來,已累計監(jiān)測2700萬顆恒星,此次突破彰顯我國天文觀測設備在捕捉極端宇宙現(xiàn)象方面的領先能力。
科研人員推測,宇宙中可能存在大量通過類似機制形成的熱亞矮星,但其微弱亮度(僅為太陽的數(shù)萬分之一)使得觀測難度極大。隨著TMTS望遠鏡持續(xù)巡天觀測,結合我國引力波探測項目的推進,未來有望發(fā)現(xiàn)更多"宇宙迷你恒星",甚至可能刷新現(xiàn)有最小恒星紀錄。














