科學家發現“怪物”白矮星,質量為太陽1.3倍,但大小與月球相當
想象一下,一顆白熱的、垂死的
恆星
,它的質量比我們的太陽還多,但裝進一個比我們的
月球
大一點的球體中。這就是ZTFJ1901+1458,也是天文學家迄今發現的體積最小的
白矮星
,其質量巨大但大小和月亮相當,就像個“怪物”。
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根據恆星演化理論,白矮星(whitedwarf)是許多中、低質量恆星演化末期的最終產物。當一顆太陽大小的恆星接近其生命的盡頭時,會膨脹成一顆紅巨星。如果紅巨星沒有足夠質量維持更高溫,噴出外層氣體成為行星狀星雲,最後剩下由碳和氧核心堆積的緻密核心就是白矮星。
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我們所屬銀河系內有97%恆星都屬於中、低質量恆星,太陽也不例外。50億年後,太陽也將膨脹變成紅巨星,之後外層也會脫落形成行星狀星雲、核心收縮成緻密白矮星。到時水星、金星(可能包括地球)應該會被膨脹的太陽吞噬,而外太陽系的木星、土星、天王星、海王星則因太陽質量損失、引力減弱而往外飄。
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從已發現的白矮星中,大多數白矮星的質量為0。5-0。7倍的太陽質量,大小接近地球,半徑約為6300公里。換而言之,白矮星體積很小但密度極高,屬於已知密度最高的天體之一。
而發表於《自然》雜誌上的一項研究顯示,美國加州理工學院的天體物理學家伊拉里亞·凱亞佐(IlariaCaiazzo)團隊利用“史維基瞬變探測器”(ZwickyTransientFacility,簡稱為ZTF)在距離我們130光年遠的天鷹座發現一顆質量為太陽1。35倍的白矮星,命名為ZTFJ1901+1458。
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最奇怪的是,這顆白矮星的半徑僅為2100公里,基本上比月球(半徑約1700公里)大不了多少,是迄今發現的體積最小的白矮星。從資料來看,這顆白矮星的質量和尺寸都非常奇怪,本質上是違反直覺的(
科學家
用“aFrankensteinzombiestar”來形容這顆白矮星)。事實上,ZTFJ1901+1458的質量是如此之大,以至於它就在大爆炸的邊緣。
更令人驚訝的是,這顆白矮星擁有比太陽強近10億倍的極端磁場,並以每7分鐘一圈的瘋狂速度繞著它的軸旋轉(已知的最活潑的白矮星,稱為EPIC228939929,每5。3分鐘旋轉一次)。
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凱亞佐團隊研究推測,這顆白矮星可能是由2顆白矮星相互繞轉最後合併而成。由於白矮星沒有燃料可燃燒,它們無法抵抗自身的引力,因此質量越大、半徑就越小,因為引力會增加並壓縮核心。如果是原本相互繞轉的兩顆白矮星,引力增加後會“合二為一”,最後形成一個小而強大的“宇宙怪物”。只有這樣,才會賦予這顆白矮星小尺寸、強磁場與加速自轉的特性。
凱亞佐認為,這顆尺寸和質量不符直覺的白矮星可能還會演化成中子星。因為它的質量和密度如此之大,以至於在其核心中,電子被原子核中的質子捕獲以形成中子。來自電子的壓力抵抗重力,保持核心完好無損,當足夠多的電子被移除時,核心就會坍塌。如果這顆白矮星最後演變成中子星,我們可能因此發現形成中子星的另一種假說,甚至說明有些中子星的前身可能為白矮星。
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