天文学家发现体积最小、质量最大的白矮星

天文学家发现体积最小、质量最大的白矮星

本文原文发布于2021年7月13日

天文学家最近发现了一颗有史以来体积最小、质量最大的白矮星。这颗名为ZTF J1901+1458的白矮星距离地球130光年，其质量竟然比太阳还要大，却压缩成了一个缓慢冷却的"煤渣球"，直径只有4300公里，仅比月球稍大一点。

艺术家笔下的白矮星，该星仅比月球稍大一些。

这颗白矮星的自转速度极快，每分钟可以旋转7圈，其磁场强度更是太阳的10亿倍。据研究，这颗白矮星形成于不到1亿年前，由两颗较小的白矮星合并而成。它的发现对于理解恒星演化过程具有重要意义。

ZTF J1901+1458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，为未来可能的戏剧性转变奠定了基础。科学家推测，如果这颗白矮星的质量足够大，核心中的电子可能会被原子核中的质子捕获。当重力及电磁力的合力超越电子简并压力时，这颗白矮星就有机会进一步坍缩成中子星。

在恒星演化过程中，太阳内核的核融合会产生向外的辐射压力，与自身向内的重力达到平衡。当核心燃料被消耗殆尽时，恒星的核心会开始坍塌，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"泡利不相容原理"的作用，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，重力甚至会压倒所有的量子阻力，最终形成黑洞。

科学家认为，在白矮星的世界中仍有许多未解之谜，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？这些问题的解答，都需要通过发现更多的白矮星来获得。这项重要发现已发表于《自然》期刊。

资料来源：Astronomy Now