近日發表於《自然天文學》的研究中，科學家發現目前已知速度最快恆星之一的超高速白矮星（hypervelocity white dwarfs, HVWDs）的全新起源。這些緻密的恆星殘骸以超過每秒 2000 公里的速度在銀河中急速前進，使其足以逃離銀河系重力束縛。這類型超高速白矮星形成機制長期以來是天文學界的重要謎題，但至今以來提出的過去模型難以同時解釋其極端速度與異常高溫、亮度等觀測特徵。
由以色列理工學院（Technion – Israel Institute of Technology）物理學院教授 Hagai Perets 與第一作者 Hila Glanz 博士領導的國際合作團隊，利用最先進的三維流體力學模擬，研究兩顆罕見的混合型氦–碳–氧白矮星的併合過程。模擬揭示一連串劇烈事件：較輕的白矮星被部分撕裂，而較重的白矮星則發生雙重爆炸（double detonation），將伴星殘骸高速彈射至太空。
此併合系統的質量分別為 0.69 與 0.62 個太陽質量（M⊙）。模擬結果顯示，次星白矮星的殘餘核心以約每秒 2000 公里的速度遭彈射而出，與目前觀測到的超高速白矮星特徵完全一致。此外，研究指出，遭彈射殘骸的低質量與其受到主星拋射物加熱的過程，能成功解釋超高速白矮星呈現的高溫與微弱亮度等特徵，而這些特徵在過往提出的模型中難以合理解釋。
文章第一作者 Hila Glanz 博士表示：「這是我們首次看到能讓白矮星併合後殘骸被加速至超高速的明確方式，特性也與我們在銀暈發現的炙熱而微弱的白矮星相符。這項發現不僅解開高速逃逸恆星的起源，也開啟了形成微弱且特殊 Ia 型超新星的新可能性。」
此發現建立了超高速白矮星的一條全新形成途徑，並指出可能產生特殊 Ia 型超新星與微弱熱核爆炸瞬變事件的物理來源。與先前模型不同，這項研究提出的機制能同時解釋已知超高速白矮星的極端速度與異常溫度、亮度（如 J0546 與 J0927 這兩顆恆星）。研究成果也有助於理解與宇宙膨脹測量及星系元素生成相關的低光度熱核爆炸。
文章共同作者 Hagai Perets 教授補充表示：「這項發現不僅讓我們更了解超高速恆星，也讓我們得以窺見全新的恆星爆炸類型。」
此研究由以色列理工學院、德國波茨坦大學與德國馬克斯・普朗克天體物理研究所合作完成，結合高效能模擬與新穎理論建模。研究結果對瞬變天文事件調查與 Gaia 觀測資料具有重要影響，未來有望發現更多這類在銀河中高速飛射的恆星砲彈。
資料來源： https://www.technion.ac.il/en/blog/article/new-study-reveals-origin-of-the-fastest-white-dwarfs-in-the-galaxy/
原始論文：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02633-4
