科学家发现迄今为止体积最小质量最大的白矮星

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家发现了有史以来体积最小、质量最大的白矮星,这是一个距离地球130光年的巨大压缩体,它的质量比太阳还要大,却缩成了一个缓慢冷却的煤渣,只比月球稍大一点。这颗名为ZTF J1901+1458的白矮星以每分钟7转的速度自转,其磁场是太阳的10亿倍,它的直径只有4300公里,是在不到1亿年前,由两颗质量较小的白矮星合并形成的,该星由加州理工学院帕洛马天文台的兹威基瞬态天体设备发现的。

艺术家笔下的白矮星,该星仅比月球稍大一些。
艺术家笔下的白矮星,该星仅比月球稍大一些。

  这颗白矮星的质量约为太阳的1.35倍,刚好低于触发1a型超新星的阈值(约1.4倍太阳质量),即便如此,电子和质子可能在恒星核心的巨大压力下合并,可能为未来戏剧性的转变奠定了基础。科学家推测该白矮星的质量足够大,核心中的电子若被原子核中的质子捕获,重力及电磁力的合力超越电子简并压力时,就有机会进一步坍缩成中子星。

  太阳内核核融合产生向外的辐射压力和自身向内的重力平衡,当核心燃料被消耗殆尽时,恒星的核心坍塌,外层则被辐射压力吹走,对于质量小于太阳8倍的恒星,由于包立不相容原理,其核心坍缩将在白矮星阶段停止,这是大约97%恒星的命运。但如果恒星的质量足够大,重力就会克服「电子简并压力」,内核就会继续向核心挤压,直到质子和电子被迫聚集在一起,形成超高密度的中子星,对于质量更大的恒星,重力会压倒所有的量子阻力而形成黑洞。

  科学家认为在白矮星的世界仍有许多问题尚待解决,例如:星系中白矮星合并的机率是多少,是否足以解释1a型超新星的数量?磁场是如何在这些强大事件中产生的?为什么白矮星之间的磁场强度会有如此大的差异?唯有发现更多的白矮星,才能解决以上的所有问题,该研究发表于《自然》期刊。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Astronomy Now

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