与月球一样大,但质量比太阳大,科学家们发现了最小但最重的白矮星。然而,有些超新星爆炸并不是这种模式,比如Ia型超新星爆炸,它们本身就是白矮星质量增加造成的。当白矮星的质量达到太阳质量的1.44倍时,就会发生Ia型超新星爆炸。这时白矮星被激发,再次发生碳、氧等元素的聚变,瞬间爆发出巨大的能量。白矮星物质本身电子简并态被破坏,但达不到中子简并态水平,所以出现Ia型。当超新星爆炸时,白矮星不会进一步升级为中子星,而是整个白矮星会在一次尖锐的能量爆炸中被抹杀,扩散成星云。
因为所有Ia型超新星爆炸都是白矮星爆炸,质量是太阳的1.44倍,释放的能量基本恒定,所以La型超新星爆炸的光度也基本相同。超新星爆炸的光度可以决定超新星与我们之间的距离。正是由于这些原因,Ia型超新星爆炸在宇宙中也被称为“标准烛光”。
宇宙中有很多白矮星。今年7月1日,加州理工学院的天文学家在发现宇宙中已知最小、质量最大的白矮星的同一天,在《自然》杂志上发表了一篇文章,而且离我们很近,只有大约130光年远。
体积最小,质量最大。这可能会让一些朋友感到困惑,因为我们身边的一些天体通常体积更大、质量更大,而白矮星却恰恰相反。其实这是因为白矮星本身的引力就很强。强,当它的质量增加时,引力也会变强。电子简并物质的特点是压力越大,密度越高。强大的引力给恒星本身带来压力。质量越大,压强越大,因此白矮星的体积也越来越小。
这一发现来自加州理工学院帕洛玛天文台运营的ZwickyTransientFacility的两台夏威夷望远镜——全景巡天望远镜和快速反应系统,其他望远镜也给出了辅助观测。这颗质量大的小白矮星编目号为ZTFJ1901+1458,研究人员推断它是由两颗较小的白矮星并合而成。
并合后形成的白矮星质量是太阳的1.35到1.4倍之间,所以它的质量比太阳大,但直径不到4300公里,只比月球大一点点,而中国大部分白矮星的体积和地球差不多,所以这颗白矮星也被认为是最小最重的白矮星。
由于最大白矮星的质量不会超过太阳的1.44倍(钱德拉塞卡极限),所以这颗白矮星的质量已经接近白矮星存在的极限。如果我们可以增加1/10的太阳物质质量,那么它将爆炸为Ia型超新星。
这颗白矮星距离我们只有130光年。如果它爆炸成超新星,130年后我们就能直接目睹它发出的强光。距离很近,Ia型超新星爆发威力极大,所以会显得格外明亮。
不过,当这样的太空烟花在130光年外闪耀时,对我们地球来说可不是什么好事,因为当它的强光在130年后到达地球时,虽然不会直接消灭地球上的生物,但它会在一定程度上加热地球表面和大气层的温度,从而改变地球的气候,使地球原有的环境条件和生态系统在一定程度上受到破坏,从而会对地球上的生物体产生很大的影响当然不是什么好事。
参考资料:
《科幻世界》杂志7月2日文章《最小也最重:“矛盾”白矮星挑战旧日假说》
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