清华大学物理系王晓锋教授团队联合国际科研力量,通过清华大学-马化腾巡天望远镜(TMTS)在银河系内发现特殊致密双星系统TMTS J0526。该系统中的热亚矮星以仅地球7倍的半径(约4.48万公里)刷新人类已知最小恒星纪录,其质量却达太阳的0.33倍,相当于土星质量的1150余倍。这颗"迷你恒星"的体积不足太阳的万分之一,却能维持稳定的氦核聚变,恰好处于恒星与褐矮星的临界状态。
科研团队通过对比太阳系天体揭示其特殊性:土星半径为地球9.5倍(约6万公里),而该恒星半径仅为4.48万公里,体积小于太阳系内太阳、木星、土星之外的所有天体。其质量密度达到惊人程度,相当于将1.5吨的家用轿车压缩成1725吨的货运列车。此前最小恒星纪录保持者2MASS J0523体积相当于木星,而新发现天体体积仅为其一半,却仍能持续进行核聚变反应。
该双星系统的形成过程堪称宇宙级"暴力改造"。21年前韩占文院士团队提出的理论预言,某些双星系统会经历两次共有包层抛射:初始阶段两颗恒星外层气体形成共同包层,随后经历剧烈抛射形成致密星体。TMTS J0526的观测数据完美印证这一理论——系统中的白矮星(太阳质量的0.74倍)通过引力剥离伴星外层,经历两次包层抛射后,最终形成这颗超小热亚矮星。
这对双星以20.5分钟的超短周期高速互绕,线速度达每小时1.2万公里,是地球公转速度的20余倍。由于高速旋转产生的引力波辐射,其轨道周期每年缩短0.1秒。这种持续的能量损失为验证爱因斯坦广义相对论提供了天然实验室,相当于在宇宙中安装了高精度引力波计时器。
这项发现具有双重科学价值:在理论层面,首次观测证实"两次包层抛射"形成机制,为恒星演化模型提供关键证据;在应用层面,该系统产生的毫赫兹频段引力波信号,将成为未来空间引力波探测器(如欧洲LISA、中国"天琴""太极"计划)的理想校准源。TMTS望远镜自2020年运行以来,已累计监测2700万颗恒星,此次突破彰显我国天文观测设备在捕捉极端宇宙现象方面的领先能力。
科研人员推测,宇宙中可能存在大量通过类似机制形成的热亚矮星,但其微弱亮度(仅为太阳的数万分之一)使得观测难度极大。随着TMTS望远镜持续巡天观测,结合我国引力波探测项目的推进,未来有望发现更多"宇宙迷你恒星",甚至可能刷新现有最小恒星纪录。











