恒星与时间赛跑

来源：中科院物理所

/ 被高估的黑洞

引力波，指的是一对黑洞螺旋式靠近并最终合并时在时空里产生的涟漪。一项新分析表明，如果这一涟漪在抵达地球的途中被另一个大质量天体扭曲，就会导致黑洞看起来可能比实际体积要大得多。最近一项新研究重新审视了迄今为止记录到的最大黑洞并合事件产生的信号，并得出结论：这些天体的质量很可能被高估了。

当两个黑洞沿螺旋轨迹相互靠近并最终合并时，它们会以光速向外发射引力波，然后造成时空的微小扰动，使得经过的一切物体发生拉伸和挤压。当这些引力波经过地球时，LIGO、Virgo和KAGRA等探测器会捕捉到扭曲信号，研究人员则可借此推算出合并黑洞的质量。

但如果引力波在传播过程中靠近另一个大质量天体，那么这个天体的引力就会像透镜一样，使信号发生弯曲和放大。放大后的引力波会显得比最初形成时更强烈，从而误导研究人员。

图为黑洞合并产生的引力波被引力透镜效应放大的示意图。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2026/the-biggest-black-hole.jpg

2023年11月，科学家们探测到一个名为GW231123的信号，它由两个黑洞合并产生，这两个黑洞总质量约为太阳的190至265倍，被认为是迄今为止观测到的最大双黑洞系统。

然而，研究团队怀疑这些数据可能因为引力透镜效应被夸大了。为了验证这一假设，研究人员建立了一个模型，假设信号传播路径上存在一个紧凑天体，然后测试了模型表现是否与GW231123信号中观察到的畸变相吻合。研究发现，透镜效应的解释具有坚实的统计支持，此时合并黑洞的总质量降至100至180倍太阳质量，从而更为符合现有的黑洞形成模型。

这一发现表明，GW231123可能不是一起破纪录的事件，而迄今为止探测到的其他黑洞并合事件也可能受到了透镜效应的影响。随着引力波探测器的灵敏度的进一步提升，研究团队认为，宇宙中一些最极端的黑洞实际上可能并不像我们想象的那么极端，过去发现的事件值得重新审视。相关研究已发表在The Astrophysical Journal Letters上。

来源 / https://phys.org/news/2026-09-biggest-black-hole-merger-massive.html

/ 特别的四合星系统

最近，天文学家发现了一个四合星系统（即四星系统的传统名称），它的行为非常特别。这个系统名为TIC 433545934，里面有两对彼此靠近、相互绕行的恒星。

当三颗或更多恒星因引力束缚在一起时，它们往往会形成稳定的轨道，以避免飞散或碰撞。在三合星系统中，两颗恒星紧密地绕彼此公转（即“内双星”），而第三颗恒星则在更远的轨道上运行。更复杂的四合星系统则由四颗恒星组成。

图为TIC 433545934中四颗恒星轨道的俯视图。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2026/a-four-star-system-cau.jpg

这类系统可分为“3+1”系统，即三个恒星构成一个嵌套的三合星，外加一颗更远位置的恒星；或“2+2”系统，即两对独立的恒星，一对在内部紧密绕行，另一对则在更远的距离上相互绕行。

新研究的重点是“2+2”系统，其中的两对恒星恰好都是“食双星”——从地球上观测时，每一对恒星都会周期性地相互遮挡，从而导致亮度出现规律性的下降。让我们称这两对恒星分别称为A和B。当B中的恒星周期性地先后从A的两颗恒星前方经过时，就会产生罕见的“三重遮蔽”（triple-dip）事件。而且，由于两对恒星相互绕行的轨迹明显呈椭圆形，因此当一对恒星从另一对恒星前方经过时，能遮挡但无法同时完全遮挡住对方。

这两对恒星也截然不同。A由两颗质量相近、略显年迈的恒星组成，B则由一颗恒星和一颗质量轻得多的伴星组成。

总而言之，TIC 433545934确实很特别。在大约1.52亿年后，两对双星系统中质量更大的恒星可能变得足够大，从而引发两颗恒星之间的质量转移，并彻底重塑整个系统。相关研究已发表在arXiv预印本平台上。

来源 / https://phys.org/news/2026-08-star-caught-eclipsing.html

/ 就让恒星与时间赛跑

行星形成于年轻恒星周围的气体和尘埃盘中，但行星生长所需的气体并不会永远存在。最近一项新研究表明，在行星系统早期发展的不同阶段，同类型的星盘风对行星形成具有重要影响。

我们的太阳系已有约45亿年的历史，其中大部分空间早已空无一物。但在最初的几百万年里，太阳周围曾环绕着一个厚实的原行星盘，其中气体含量约为尘埃的100倍。但这些气体最终大部分都消失了。

图为一颗年轻恒星被由气体和尘埃组成的原行星盘所环绕。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2026/jwst-reveals-a-race-ag.jpg

弄清这一过程发生的时间和机制至关重要，因为盘中的气体是木星和土星等巨行星的主要构成成分。如果气体过早消失，那么这些行星可能就没有足够的时间来形成厚重大气层。

科学家们研究了72个行星系统，拼凑出了盘状结构随时间推移逐渐消散的过程。观测结果显示，在恒星不断被输入物质的年轻系统中，分子气体和原子气体组成了强劲喷流。气体可以沿着这些磁力线运动，远离盘面，并带走质量和角动量。

当行星系统逐渐老化，落入恒星的物质减少，喷流变弱，风则变为主要由原子气体构成。此时，恒星发出的高能辐射可以穿透日益稀薄的物质层，加热盘内气体直至其逸出。

研究结果表明，没有哪种单一过程能够决定行星形成盘的消失方式。相反，行星系统似乎会经历从早期阶段——此时存在强烈的磁驱动喷流和风——过渡到后期原子风（包括光蒸发风）的作用更加显著的演化过程。这种转变直接影响了行星的形成过程。

因此，行星的形成是一场与时间的竞赛。像木星这样的气态巨行星必须在盘状物质足够丰富之时就构建起厚厚的大气层，否则风和喷流就会将这些原材料带走。相关研究已发表在The Astronomical Journal上。

来源 / https://phys.org/news/2026-08-jwst-reveals-planets.html

/ 彗星知道答案

PDS 70行星系统距离地球约370光年，年龄略超过500万年。其中，至少有两颗气态巨行星围绕着一颗温度略低于太阳的恒星运行。早在2023年，科学家就在恒星附近探测到了水蒸气。如今，科研人员发现，恒星前方钠气体的变化可能表明有颗彗星正在穿行而过。

研究表明，彗星可能负责将水输送到行星系统的内侧区域，而那里正是行星形成的地方。

PDS 70的艺术想象图。https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2026/comets-may-have-transp.jpg

研究人员分析了2018年的观测数据，发现钠气体正在移动，而且在数个夜晚时隐时现。这一模式与彗星掠过恒星前时的现象一致：当彗星接近恒星时，会因为受热而导致表面的冰升华为气体。随后，这些气体会在恒星光线中留下可测量的痕迹。这是科学家们首次观测到系外彗星围绕一颗相对低温的恒星运行的证据。

研究人员还对彗星的轨道进行了模拟。结果表明，位于行星系统外围的天体可能会受到气态巨行星引力的影响，从而被抛向恒星。这一点尤其引人关注，因为彗星通常形成于行星系统寒冷的外层区域，那里水可能以冰的形式存在。如果它们被引导进入内层，就能将水和其他挥发性物质带到行星形成的区域。

显然，这让人联想到太阳系早期可能发生过的某些历史：彗星将水带到了年轻的地球上。地球上的水最初来自何处至今仍是一个未解之谜，而富含水的小行星和彗星都有可能是答案。PDS 70正好为研究人员提供了一个检验答案的机会，但要想知道结果，还得等到特大望远镜未来投入运行。相关研究已发表在Nature Communications上。

来源 / https://phys.org/news/2026-09-young-sunlike-reveals-comets-planets.html

/ 磁星磁场是否“扭曲”？

X射线偏振观测给出新线索

磁星的大尺度磁场究竟以偶极结构为主，还是需要引入显著的磁场扭曲才能解释观测数据？对此，中国科学院新疆天文台的一项最新研究给出了新的线索。

磁星是一类具有超强磁场的中子星，其磁场强度远超普通中子星，是宇宙中研究强磁场物理的重要天然实验室。随着磁星自转，磁轴在天空中的投影方向不断变化，从而使观测到的X射线偏振角随自转相位发生规律性变化。因此，相位分辨偏振观测可以为研究磁星的辐射几何和磁场结构提供重要信息。

两颗磁星的相位分辨X射线偏振位置角及其后验预测分布。http://www.xao.ac.cn/xwdt/kydt/202609/W020260907686682954856_ORIGIN.png

中国科学院新疆天文台脉冲星研究团队的李彪鹏博士在高志福研究员的指导下，利用成像X射线偏振探测器（IXPE）的相位分辨偏振观测数据，对磁星1E 2259+586和1E 1547.0−5408的辐射几何进行了统一的贝叶斯分析，该分析法是利用观测数据更新不同模型的可信程度，并定量比较哪一种模型更受数据支持。

研究发现，两颗磁星当前的X射线偏振角变化均可由大尺度偶极磁场主导的几何模型充分解释，现有数据尚不要求引入显著的全局磁场扭曲。相关成果发表于《天体物理学杂志》。

研究人员选取偏振性质明显不同的两颗磁星进行比较。1E 2259+586的平均X射线偏振较弱，而1E 1547.0−5408具有较高的偏振度和清晰的偏振角变化。分析分别采用经典旋转矢量模型和加入一阶磁场扭曲修正的模型，并结合贝叶斯证据和信息准则比较两种模型。结果显示，对于1E 2259+586，加入扭曲修正后拟合有所改善，但统计证据不足以确认显著的全局扭曲；对于 1E 1547.0−5408，两种模型的拟合效果基本相当，经典的偶极主导几何模型已能够较好描述其X射线偏振角变化。

该研究建立了一个统一的贝叶斯模型比较框架，为利用X射线偏振角约束磁星辐射几何、检验大尺度磁场偏离偶极结构的程度提供了新的分析思路。未来，更高灵敏度的X射线偏振观测以及多历元数据将有助于进一步提高对磁星磁场几何的约束能力。

来源 / http://www.xao.ac.cn/xwdt/kydt/202609/t 20260907_8279291.html

来源：知识分子

原文标题：星闻 | 恒星与时间赛跑

编辑：林阳