天文學家發現了體積最小但質量最大的白矮星,自轉週期為6.94分鐘
天文學家
剛剛發現了迄今為止發現的最小但質量最大的死星,它大概相當於月球的大小。
它是一顆
白矮星
,是一顆質量在太陽範圍內的
恆星
的超緻密坍縮核心,但它的直徑只有4280公里(2660英里)。同時,它也是科學家們所見過的質量最大的白矮星,大約是太陽質量的1。35倍。
這就像將太陽的質量壓縮成僅比月球稍大一點的球體,讓人覺得很不可思議。
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這顆名為ZTFJ1901+1458的白矮星距離地球130光年,真是令人難以置信。它的密度和質量正好處於錢德拉塞卡極限(Chandrasekharlimit)的邊緣——錢德拉塞卡極限,是白矮星在變得非常不穩定、爆炸成一顆壯觀的超新星之前所能達到的最大質量。
加州理工學院的理論天體物理學家IlariaCaiazzo說:“我們發現了這個非常有趣的物體,它的質量還不足以爆炸。”“我們正在真正探索白矮星的質量。”
白矮星是死星連續體中最小的一類死星,它們是由質量高達8倍太陽的恆星坍塌的核心形成的。當這些恆星結束它們的主序(核聚變)壽命時,它們會釋放外部物質,剩下的核心不再受到聚變向外的壓力的支撐,坍縮成一個超密度的物體。
在錢德拉塞卡極限下(大約1。4個太陽質量),一種電子簡併壓(electrondegeneracypressure)阻止了白矮星在自身引力下進一步坍縮。在一定的壓力下,電子會從原子核中剝離出來——由於相同的電子無法佔據相同的空間,這些電子會向外提供壓力,使恆星免於坍塌。
不過,很多白矮星都存在於雙星系統中。這意味著它們被“鎖定”在與另一顆恆星的軌道上。如果這兩顆恆星距離足夠近,這顆白矮星就會從它的雙星伴星吸走物質,這一過程會使這顆死亡的恆星超過錢德拉塞卡極限,通常會引發Ia型超新星。
根據研究小組的分析,這顆白矮星是兩顆較小白矮星合併的產物;它們合在一起的質量,還不足以達到錢德拉塞卡極限,從而產生Ia型超新星。
它只有大約1億年的歷史,對於白矮星來說,它的磁場有點瘋狂——大約是太陽的10億倍。它還有一個極端的旋轉,自轉週期為6。94分鐘——這不是有史以來速度最快的白矮星旋轉,但也很特別了。這些特徵,表明了過去的合併。
從這一點開始發生的事情,可能會非常有趣。研究人員推測,有可能這顆白矮星質量足夠大,可以進一步坍縮成
中子星
。
“它的質量和密度是如此之大,以至於在其核心,電子被原子核中的質子捕獲,形成中子。因為來自電子的壓力與重力的作用力相互推動,使恆星保持完整,當足夠多的電子被移走時,恆星核就會坍縮。”Caiazzo解釋稱。
中子星的密度甚至比白矮星還要大,並且有中子簡併壓力支援,當質量是太陽8到30倍的恆星到達壽命末期時,就會形成中子星。一旦發生爆炸,外層物質被吹散,恆星核就會坍縮成中子星。
如果研究小組的分析是正確的,ZTFJ1901+1458可能為這些極端天體的低質量例子提供了另一種形成途徑。
反過來,這可能意味著ZTFJ1901+1458,以及其他類似的恆星,可以告訴我們很多關於白矮星雙星型別的資訊,它們會轉變成中子星。探險隊希望能找到他們。
這項研究已經發表在《自然》(Nature)雜誌上。
譯/前瞻經濟學人APP資訊組
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