经过半个世纪的挠头苦思,天文学家终于锁定了来自亮星γ Cas的异常X射线的来源。罪魁祸首?一颗看不见的伴星,一直在偷偷地从它更大的邻居那里吸积物质。基本上,这相当于宇宙中有人偷走了最后一片披萨。

来自X射线成像和光谱任务(XRISM)的新高分辨率数据显示,这些X射线与附近一颗白矮星的轨道有关。通过追踪这一运动,由比利时列日大学的Yaël Nazé领导的研究人员确认了这些辐射的真正起源。“几十年来,许多研究团队为解决γ Cas之谜付出了巨大努力,”Nazé说。“现在,多亏了XRISM的高精度观测,我们终于做到了。”

γ Cas构成了熟悉的W形仙后座的中心点,在欧洲可以用肉眼看到,自1866年以来一直是个麻烦制造者。那一年,意大利天文学家Angelo Secchi注意到它的光有一条明亮的氢线,而不是太阳中看到的暗线。这导致了一个新类别的创建:'Be'星,即具有独特发射线的热蓝白星。最终,科学家们弄清楚了这些发射来自快速旋转恒星抛出的物质旋转盘,该盘随时间增长和消退。

在20世纪70年代,γ Cas被发现发射出异常强烈的X射线,来自约1.5亿度的等离子体——比预期的要热得多、亮得多。使用像ESA的XMM-Newton、NASA的钱德拉和德国的eROSITA这样的先进天文台,天文学家确定了大约二十多个类似的系统。多年来,两种理论相互竞争:恒星与其盘之间的磁相互作用,或者物质落到隐藏的伴星上。XRISM的Resolve光谱仪解决了争论,显示热等离子体与看不见的伴星轨道同步运动。这证实了白矮星正在拉入物质并加热产生X射线。

“之前使用XMM-Newton的工作确实为XRISM铺平了道路,”Nazé说。“有直接证据最终解开这个谜团,真是令人无比满足!”将γ Cas系统识别为Be星和吸积白矮星的对,回答了X射线问题,但也提出了关于这些双星系统如何形成的新问题。科学家们曾经认为这种配对很常见,但最近的发现表明它们不那么频繁,并且更常与大质量Be星相关。“现在我们知道了γ Cas的真实性质,我们可以专门为此类恒星系统创建模型,”Nazé补充道。

“看到这个谜团多年来如何慢慢展开,真是令人难以置信,”ESA研究研究员Alice Borghese说。“XMM-Newton做了大量基础工作……现在有了下一代先进仪器,XRISM将我们带到了终点线。”ESA的XRISM项目科学家Matteo Guainazzi指出,日本、欧洲和美国团队之间进行了强有力的合作。材料由欧洲空间局提供。