小如月亮，重如太阳，一颗特立独行的白矮星

lesliemu

史上最小、密度最大的白矮星是以月球体积包裹了太阳品质的恒星遗体


（图解：在这幅艺术创作中，白矮星ZTF J1901+1458泛起在月球上方；事实上，这颗白矮星位于天鹰座，间隔地球130光年。 图源：Giuseppe Parisi）
一项钻研发现，天文学家可能找到了史上最小且最重的白矮星，它是迟缓冷却的恒星余烬，和月球差未几大，品质是地球的45万倍。
中等大小的恒星燃料耗尽、外层脱离后留下死星，其冷却、黯淡的中心就是白矮星，通常与地球差未几大。和大约97%的恒星同样，太阳也会在某一天变为白矮星。


只管太阳在宇宙中没有任何恒星伴侣，但许多恒星是成对相互绕行的。当双星的品质皆少于太阳品质的八倍，假以光阴就都会开展成白矮星。
新发现的白矮星被标志为ZTF J1901+1458，它间隔地球130光年，可能会是白矮星成对合并的一个例子。假如这两颗白矮星更重一些，它们就会产生猛烈的热核爆炸，也就是Ia型超新星。可是假如它们的加总品质低于某一阈值，它们就会造成一个重于两者恣意一方的新白矮星。迷信家们以为ZTF J1901+1458就属于这么一种状况。


（图解：这副艺术发明设想了一对每39分钟互相绕行一次的白矮星融会焚烧造成的新的氦焚烧恒星。 图源：David A. Aguilar/哈佛史密森天体物理学核心）
“咱们发现了迄今为止最重且最小的白矮星。”钻研第一作者、帕萨迪纳加州理工学院（California Institute of Technology in Pasadena）天体物理学家伊拉莉亚·卡亚佐（Ilaria Caiazzo）告知太空网（Space.com）。
这一发现是经过加州帕罗玛山天文台（Palomar Observatory）兹维基瞬变设施（Zwicky Transient Facility ，简称ZTF）完成的。ZTF每两晚对全部南方天空进行一次巡查，寻觅产生闪动、爆炸、挪动或相似亮度变动的星体。钻研协同作者、帕萨迪纳加州理工学院天体物理学家凯文·伯奇（Kevin Burdge）由于这颗白矮星品质极大、自旋极快而首个发现了它。


钻研者们使用了多台望远镜来剖析这颗约莫一亿岁乃至更年老的死星。他们用到了帕洛玛山天文台的海尔望远镜（Hale Telescope），凯克天文台（W. M. Keck Observatory）的凯克望远镜Ⅰ（Keck telescope），欧洲盖亚空间天文台（European Gaia space observatory），美国夏威夷大学泛星方案——全称全景巡天望远镜和疾速反映零碎（Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System，简称Pan-STARRS）和NASA尼尔·格雷尔斯雨燕天文台（Neil Gehrels Swift Observatory）。


迷信家们发现，这颗白矮星宽约2670英里（4300公里），稍大于直径约2158英里（3474公里）的月球。ZTF J1901+1458如斯小的尺寸使它成为了迄今被发现的最小白矮星，超出了此前的纪录放弃者RE J0317-853和WD 1832+089，后二者的直径皆约为3100英里（5000公里）。
同时这颗新发现的白矮星品质约为太阳的1.35倍，因此多是已发现的最重白矮星。
“最重的白矮星同时是最小的白矮星，这可能有些违抗直觉。”卡亚佐说。她又增补道，受重力和其余要素的影响，白矮星越重，体积就越小。


（图解：白矮星是致密的恒星尸体。 图源：Future）
这颗白矮星差点就超过了个别以为白矮星产生爆炸的品质阈值。“这真的是极限了，”卡亚佐说，“凡是再重一点点，它都会炸的。”
它的自转很快，每七分钟转一周。据钻研人员称，它的一对前身星回旋融会在了一同，后果ZTF J1901+1458承继了它们融会后的高速旋转形态。（已知转速最快的白矮星是EPIC 228939929，它每5.3分钟自转一周）。


它的高转速也为它带来了弱小的磁场，超过地球磁场的10亿倍。“一切这些特性——它的品质、转速和弱小磁场——都标明这颗白矮星的降生与普通的白矮星不同。”卡亚佐说。
它的品质太大了，跟着中心微小压强制使其电子与原子核中的质子融会造成中子，它极可能进一步坍缩。“它可能会变得比月亮还小。”卡亚佐说，或许放大到十二40到1865英里（2000到3000公里）宽。


（图解：迷信家能够经过超新星剩余外形判别爆炸类型。左图展示了大品质恒星坍缩为超新星时留下的不合错误成剩余，右图展示了Ia型超新星留下的对称剩余。 图源：NASA/CXC/UCSC/L. Lopez等）
卡亚佐说，假如它真的放大了，那末在1亿到2亿年之后的某个时辰，它可能会变得不不乱，并产生Ia型超新星热核爆炸。另外一种可能性是它捕捉了足够多的电子，随后坍缩为一颗丰中子死星，即中子星。
“中子星是一种致密星体，同时拥有太阳的品质和人类城市的大小，比这颗白矮星的状况还要极端。”卡亚佐说。
白矮星坍缩为中子星时，原子于其中心融会极可能在短短数小时或数天内释放巨量的热。“全部白矮星会迅速焚烧。”卡亚佐说。


（图解：巨星超新星爆炸死亡，中心坍缩，其原子和电子融会发生种子，造成中子星。 图源：NASA/Dana Berry）
卡亚佐解释说，个别以为中子星是远重于太阳的恒星产生超新星爆炸时造成的。如果巨白矮星也能够坍缩为中子星，那末，可能有至关数量的中子星就是如斯造成的。但若白矮星放大的速度赶不上其中心冷却造成固体结晶的速度，它可能就不会坍缩为中子星。
“咱们不知道这类坍缩会否产生；也不知道当坍缩产生后会发生怎么样的后果，”卡亚佐说，“但若白矮星能生成中子星，那这将会是一种很广泛的中子星造成形式。”
迷信家们但愿将来能够经过ZTF找到更多这样的白矮星，并对白矮星总体进行剖析。


（图解：这张全天空星图展示了欧空局盖亚卫星发现的23万个白矮星。 图源：宇宙星图Gaia Sky；S. Jordan / T. Sagristà；德国海德堡大学天文学核心天文计算钻研所）
“还有太多需求解决的问题，例如星系中白矮星的融会率是多大，它是不是足以解释Ia型超新星的数量？”卡亚佐在声明中写道，“在这类强力的事情中发生的磁场是怎么样的？白矮星的磁场强度为什么会有如斯明显的差别？找出少量由融会中降生的白矮星将帮忙咱们解答一切这些以及更多的疑难。”
BY:Charles Q. Choi
FY:盛酒酿丸子的碗
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