MIT发现恒星缓慢吞噬棕矮星：过程可持续... Features
根据麻省理工学院（MIT）研究团队2026年10月5日发表在《自然天文学》期刊上的论文，天文学家发现了一个距离地球约300光年的奇特恒星系统——ZTF J0440+2325。在这个系统中，一颗低质量红矮星正在以一种前所未有的缓慢速度，逐步吞噬其邻近的棕矮星。与通常恒星快速吞并伴星的剧烈事件不同，这里的物质转移极其温和，预计可持续数百亿年，为理解恒星与亚恒星天体的长期演化提供了全新视角。
导演新作神秘三角信号：困惑天文学家数年的波形
故事的起点来自兹威基瞬变设施（ZTF），这一巡天项目利用帕洛马天文台的望远镜反复拍摄大范围夜空，旨在捕捉亮度发生快速变化的宇宙事件。几年前，MIT助理教授凯文·伯奇（Kevin Burdge）在处理ZTF数据时，发现了一个极其异常的亮度变化模式。
影视资讯通常，超新星等爆发事件的光变曲线呈现平滑的钟形，而伯奇看到的却是一个反复出现的三角形波形。“我第一眼看到它时就想，恒星不应该产生这种三角形波形的，”伯奇在接受采访时表示。
影视新闻当时，伯奇和同事们正在研究另一类被称为“黑寡妇双星”的系统——这类系统中，一颗快速旋转的中子星不断剥离其较小伴星的物质。三角形信号最初的猜测也曾指向类似的系统，但后续观测排除了这种可能。伯奇说：“我们没有看到那种来回甩动的运动，这说不通。”这个奇怪信号就这样搁置了数年。
破解谜题：低质量恒星与棕矮星的亲密双星
直到伯奇与MIT地球、大气与行星科学系研究生亚伦·豪斯霍尔德（Aaron Householder）重新审视这一信号。他们利用原始ZTF观测数据定位了源——距离约300光年的ZTF J0440+2325。随后，他们将多台望远镜对准该系统，详细测量其性质。
关键证据来自对系统摆动（wobble）的测量。黑寡妇双星中，中子星巨大的质量会导致较小伴星产生剧烈摆动，而此处测得的摆动幅度极小。“当我们测量这个摆动时，发现它根本不是黑寡妇，而是一颗被棕矮星环绕的低质量恒星，”豪斯霍尔德说，“摆动幅度太小了，不可能是其他东西。”
观测揭示了一对极为紧凑的天体：中心恒星的品质约为木星的85倍，而绕转的棕矮星约为木星质量的25倍（作为对比，太阳质量超过木星的1000倍）。棕矮星每87分钟完成一圈公转，其轨道半径小到可以塞进太阳的直径之内。如此极端的接近程度，让研究人员怀疑引力不仅维持着轨道，还可能正在拉动物质。
慢速吸积：每年吞噬地球质量的十万分之一
当天文学上一个天体从另一个天体抽取气体或其他物质时，这一过程称为吸积（accretion）。通常，吸积发生在黑洞或中子星这类极端致密天体周围。但在ZTF J0440+2325中，一个普通的低质量恒星正在接收来自邻近棕矮星的物质。
伯奇解释道：“区别在于，吸收物质的不是一个微小的黑洞，而是一颗恒星——它的体积相对较大。所以物质会以极高速度直接撞击到恒星表面，就像小行星撞击月球一样。”为了验证这一假设，团队建立了计算机模拟，追踪从棕矮星逸出的粒子在双星引力场中的运动轨迹。模拟结果支持了他们的推测：粒子确实直接落到了恒星表面。“这是我们第一次捕捉到低质量恒星从另一个低质量天体活跃吸积，”豪斯霍尔德表示。
计算显示，恒星每年吞噬大约相当于地球质量十万分之一的物质。这个数值听起来微不足道，但换算成具体量级——大约相当于4000万辆自卸卡车的载重，或者每秒1.3万亿个一磅重的墨西哥卷饼。然而，由于棕矮星质量庞大（约25倍木星质量），这种物质损失只占其总质量的极小部分。
亿万年的宇宙盛宴：缓慢而稳定的物质转移
基于系统的性质和估算的质量转移速率，研究人员相信恒星可以持续从棕矮星抽取物质达数百亿年之久。
| 参数 | 中心恒星（红矮星） | 棕矮星 |
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| 质量（木星质量倍数） | 约85 | 约25 |
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| 轨道周期 | — | 87分钟 |
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| 距地球距离 | 约300光年 | 约300光年 |
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| 估计每年物质转移量 | 约地球质量的十万分之一 | — |
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| 可能的持续时间 | 数百亿年 | 数百亿年持续被剥离 |
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这并非一场瞬间摧毁伴星的灾难性碰撞，而是一场持续数亿年的温柔吞噬。这一认识也终于解释了那个奇怪的三角形光变信号：当物质从棕矮星流向恒星时，高速撞击在恒星表面产生了一个炽热的“热点”（hotspot），仿佛一个持续燃烧的火球。随着棕矮星每87分钟绕转一圈，这个热点反复进入和离开观测者的视线，从而产生了规律性的增亮与变暗，恰好在光变曲线上形成三角形峰值。
伯奇形容道：“就像你对着其中一个天体持续喷射火球，当它绕着另一个转时，火球时隐时现，三角形信号的峰值正好就是你直视着火球的时候。”
打开新窗口：对行星演化的深远启示
在此之前，天文学家对恒星与行星级伴星之间相互作用的观测，要么是稳定轨道，要么是快速吞并事件。ZTF J0440+2325展示了第三种可能性：在适当条件下，一颗小质量恒星可以稳定地从邻近的棕矮星吸取物质，而不会立即毁灭它。
团队目前正在积极寻找其他类似系统。“它启发了我们大量新的搜寻工作，”豪斯霍尔德说，“我认为我们将在‘行星和棕矮星与宿主恒星相互作用的一种不同方式’上取得很多认识。”
这项研究的发现也为理解近距离轨道上的行星与棕矮星的演化提供了新线索。如果类似过程在普通行星系统中发生，可能意味着某些行星并非被瞬间吞噬，而是经历了漫长的物质剥离期，最终可能只剩下一个致密核心。
Q1: 这个系统与“黑寡妇双星”有何不同？
A1: 黑寡妇双星中，一颗致密的中子星（质量极大）快速剥离其小伴星，导致伴星轨道剧烈摆动，物质转移迅速且具有破坏性。而ZTF J0440+2325中，中心是一颗普通低质量恒星，伴星是棕矮星，两者质量相当，摆动幅度极小，物质转移缓慢温和，可持续数百亿年。
Q2: 为什么光变曲线会呈现三角形？
A2: 物质流从棕矮星撞击恒星表面，产生一个炽热高温的“热点”。由于棕矮星每87分钟绕恒星一周，该热点周期性地进入和离开视野。当热点正对观测者时，系统亮度达到峰值；远离时则变暗，这种渐变过程形成了独特的三角形波形。
这项研究由美国国家科学基金会部分资助，首次揭示了低质量天体之间稳定吸积存在的可能。随着更多类似系统的搜寻展开，我们或许将重新认识行星与恒星的共生关系——在宇宙的时间尺度上，一次“缓慢的吞噬”远比一次瞬间的吞并更为普遍。未来，天文学家将利用更灵敏的望远镜和长期巡天数据，寻找更多像ZTF J0440+2325这样正在上演“亿万年级盛宴”的奇特双星。
