白矮星:宇宙中的“千面佳人”

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  【徘徊在超大质量黑洞旁的白矮星】

  白矮星——众所周知,它是一颗中等大小恒星的死亡遗骸。我们的太阳死亡后就会变成一颗白矮星。

  白矮星即不会像恒星那样发出大量的光和热,也不会像超新星一样爆发出让整个星系都黯然失色的光芒。所以很长一段时间,白矮星一直不被天文学家们所重视。

  但新的研究证明,白矮星是我们宇宙的驱动力之一,它是宇宙中的“千面佳人”。

  2018年12月,天文学家发现了奇怪耀斑。它来自距离地球2.5亿光年的星系GSN 069。

  星系GSN 069的中心有一个超大质量黑洞,它的质量大约是太阳质量的50万倍。这是一个巨大的黑洞,它以非常非常稳定的速度发射着X射线,每9小时发射一次。

  这样的行为让科学家们感觉非常困惑。

  耀斑的能量非常巨大,规律非常之多,超大质量的黑洞必定每天三次吞噬了水星质量的物质。

  所以,现在最大的问题是,是什么哺育了黑洞如此丰盛的晚餐?

  2020年3月,科学家们找到了答案,一颗不幸的恒星在其生命的尽头徘徊在黑洞的死亡地带。

  一颗恒星离超大质量黑洞太近,就像一个光滑的甜甜圈离饥饿的人太近一样。

  恒星离黑洞太近,就会被撕裂。它们受到了黑洞的攻击,其中一些物质以非常强大的风和喷射流被发射出去。

  不知为何,这颗恒星在与超大质量黑洞的近距离接触中幸存了下来。进一步的研究表明它是一颗小型致密恒星——白矮星。

  

白矮星:宇宙中的“千面佳人”-第1张图片-大千世界


  超大质量黑洞附近的白矮星

  那么是什么让这颗小恒星坚不可摧呢?答案在于它是如何形成的。如果我们观察一颗恒星的生命周期,我们就能得到线索。

  恒星将氢燃烧成氦,导致核聚变,从而使恒星保持稳定。在核聚变产生的辐射压力向外推和引力压力向内拉之间存在着微妙的平衡。

  但当像我们的太阳这样的恒星接近生命末期时,它们会耗尽氢燃料。这颗类太阳的恒星会产生越来越多的氦,氦在其中心聚集,逐渐地,恒星外层的巨大重量压碎了氦核。

  随着核心年龄的增长,它变得越来越小,越来越热,这就增加了核反应的速度。这些核聚变反应产生了更多的能量将外层或包膜向外推。因为有更多的能量通过外层,外层就会膨胀,这颗恒星就会膨胀到原来大小的100倍左右。

  黄色的恒星变成了红巨星,最终,红巨星脱离了它们的外层,形成了令人惊叹的气体壳,称为行星状星云。行星状星云是太空中最美丽的天体,他们都很壮观。

  一颗恒星在这些行星状星云中结束其生命后,就会在中心留下一颗白矮星。这颗白矮星本质上是一颗煤渣,一颗恒星的煤渣。它是核聚变后的产物,对于那颗特定的恒星来说不再可能发生核聚变。剩下的,是一颗发光的白矮星。

  但在GSN 069星系中,超大质量黑洞加速了这一过程。它在几天内就剥离了红巨星的外层。黑洞几乎吃掉了恒星所有多汁的部分,即那些所有容易得到的部分,只留下骨头——白矮星的残余物。

  这颗白矮星的质量只有太阳的1/5,这么小的一颗恒星是如何在离黑洞这么近的地方存活下来的呢?

  也许你会认为,因为白矮星很小,它不会持续很长时间。但事实恰恰相反,这个口袋大小的白矮星充满了物质,如果它是一颗普通的恒星,它早就被粉碎了。但因为它是一个非常致密、紧密的球体,所以它存活了下来。

  想象一下把太阳压成地球那么大,质量相同,但现在更紧密了,所以一个篮球的重量,相当于35只蓝鲸。

  白矮星的极端密度保护它不受超大质量黑洞引力的冲击,它的轨道每9小时就带它靠近黑洞,每次遇到黑洞,它的一些物质就会被吸走。

  它们在玩星际间的拔河游戏。黑洞更大,所以它会赢,但白矮星密度很大,所以非常坚硬,能够在那里坚持很长一段时间。它会在超大质量黑洞周围的轨道上停留数十亿年。

  这是一个非常励志的故事。

  【为什么会存在白矮星】

  天文学家第一次发现白矮星时,天文学家们的第一反应就是:不,不,不,那不可能是真的!他们认为白矮星不应该存在。

  物体的密度如此之大,怎么可能在自身的重量下不坍塌呢?但事实上,的确存在白矮星这样星球。所以有一段时间,科学家们一直没明白白矮星是如何存在的。

  量子力学,研究原子和亚原子粒子的科学,是它帮助科学家找到了答案。

  天文学家们习惯了宏观世界的物理规则,但当缩小到亚原子世界时,事情就变得奇怪了。

  在这里科学家们看到了电子,宇宙中最小的粒子之一。正是这些小电子支撑着整个恒星。

  电子真的不喜欢被挤在一个小空间里,如果你把太多的粒子挤进一个很小的空间,它们就会很用力地往后推。这就是一种叫简并压力的效应。

  这些简并的电子阻止了白矮星的坍缩,并赋予了这些恒星奇怪的特性。

  白矮星的行为,与普通恒星非常不同。

  以行星和恒星为例,当它们的质量增加时,它们就会变大。然而,白矮星正好相反。随着质量的增加,它们会变小,白矮星质量越大,电子挤压得越紧,恒星就会变得越小、密度越大。

  高密度意味着白矮星的结构也很奇怪,它的大气层极其稀爆,由氢气组成,偶尔也有氦气。

  如果你把地球上的摩天大楼放在白矮星上,你爬到摩天大楼的顶端,实际上你已经在太空中了。

  在稀薄的大气层之下有一个约48公里厚的高密度氦表面,它的内部由过热的液态碳和氧组成。

  一颗白矮星的表面温度可以达到50万度,内部温度更高,所以白矮星需要经过数十亿年的时间,中心才会冷却成固体。

  

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  白矮星内部结构

  随着碳原子和氧原子冷却下来,它们形成了晶体。钻石实际上就是碳晶体,所以在这些冷却的白矮星中心可能是一颗地球大小的钻石。

  白矮星逐渐释放出它们剩余的能量直到形成一个冰冷的、死气沉沉的物质球即黑矮星。

  但科学家们从来没有见过所谓的黑矮星,原因很简单这需要很长一段时间,达到数百亿年的时间,比宇宙的年龄还长。

  这是大多数中等大小恒星的黑暗命运,包括我们的太阳。

  这种漫长而缓慢的死亡可能会让白矮星看起来很普通,但这些小恒星却可以回答关于我们宇宙的一些重大问题。

  【白矮星周围是否有行星生存?】

  关于白矮星新的研究,有一个最大的问题就是——生命能在恒星死亡后继续存在吗?

  在过去,科学家们低估了白矮星,但现在它们在天文学家中引起了轰动。过去十年来的一个重大问题是一颗行星能否在白矮星周围生存?

  逻辑上的答案是否定的,在它们变成白矮星的过程中,恒星会经历一个红巨星阶段。它们会变得非常巨大,所以科学家们认为这些恒星周围的任何行星都可能被吃掉。

  2019年12月,来自巨蟹座的证据却推翻了这个想法。天文学家在距离地球约1500光年的地方发现了一颗长相奇特的白矮星。这颗恒星发出的细微变化的光,揭示了一个谜——氧元素和硫元素的数量是之前白矮星表面上从未见过的。

  我们知道白矮星的化学特征是什么就像一加一等于二一样。正常情况下,白矮星的外层由氢和氦组成,氧和硫比氢和氦重,它们应该下沉了。但现在我们还能看到它们,所以它们肯定是最近才到那里的。

  天文学家们利用位于智利的ESO超大望远镜,进行了近距离观察。他们发现了一颗地球大小的小白矮星,周围环绕着一个大约10倍于太阳宽度的巨大气体盘。圆盘里含有氢、氧和硫。

  像这样的系统以前从未见过,所以下一步就是查看这些元素的特性,并找出我们在哪里见过类似的东西。

  令人惊奇的是,科学家们找到了!在太阳系的冰巨星天王星和海王星的深层看到了这些元素。

  在这个气体环中隐藏着一颗巨大的类似海王星的冰冻行星。它是恒星的两倍大,但来自白矮星的5万度高温正在慢慢蒸发这颗绕轨道运行的行星。

  

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  白矮星正在慢慢蒸发绕轨道运行的行星

  白矮星正在用高能辐射、X射线和紫外线轰击星球。它粉碎了大气层中的冰分子并将它们吹向太空,这些冰分子就像彗星的尾巴一样在行星后面流动。这颗冰雪星球的质量以每秒超过50万吨的速度流失,这相当于每分钟300艘航空母舰。

  这听起来像是星球的末日,但要记住行星很大,而恒星在冷却。当它冷却的时候,它会停止猛烈地轰击星球,气体流也会停止。这颗行星最终可能只会损失其总质量的几个百分点。所以这颗行星应该会继续围绕这颗白矮星运行。

  但仍有一个谜,为什么当恒星膨胀成一颗红巨星时,这颗近距离运行的行星没有死亡?

  它一定是从更远的地方开始向内移动到这个地方的。

  科学家们猜测,在某种宇宙游戏中,红巨星阶段之后的某个时候,某个冰巨星可能潜伏在系统的外部区域的某个地方。随着红巨星变成白矮星,这个行星开始向内撞向白矮星。

  另外,这并不是唯一一颗有行星存在的白矮星。在距离地球570光年的地方,有一颗白矮星叫做WD 1145+017。在对这颗恒星进行了5年的研究后,研究人员报告说,这颗白矮星正在撕裂并吞噬一颗小型岩态行星。

  当行星被撕裂时,科学家们看到巨大的尘埃云挡住了恒星50%的光线。巨大的岩石块从恒星前面经过。

  

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  白矮星WD 1145+017想象图

  看到这个星球被撕裂是令科学家们兴奋,不是因为他们幸灾乐祸,而是很少看到这样的事件。

  科学家们可以在这个过程中看到一些可以观察和学习的东西。越来越多的证据表明行星系在恒星死亡和白矮星形成后仍能存活,这取决于行星的组成和位置。

  行星到恒星的距离是一个关键因素,因为当你离恒星越远太阳辐射的强度就会减弱。所以你走得越远,热量就越少到达行星表面的高能粒子就越少。

  此外,岩态行星比气态巨行星更容易生存,因为岩态行星能够更好地留住物质。而气体则更容易被吹走。

  这些新发现提出了关于恒星周围可居住性的问题。白矮星系统能支持生命吗?

  如果我们把自己局限在寻找像太阳这样围绕恒星运行的行星上的生命,那么我们很可能会失去很多找到适宜生命生存地方的机会。

  更重要的是,在任何恒星周围寻找宜居带,而且白矮星有一些令人惊讶的优势。即使没有核聚变发生它们内部也储存了能量,这些能量释放出来能使附近的行星变暖。

  生命甚至可能更喜欢,在白矮星周围活动,因为在数十亿年的时间里,白矮星不会有太大的变化。而我们的太阳,会有耀斑和日冕物质抛射,最终它会消亡。

  所以,如果生命能有一个立足点,它就有一个美好、稳定的家。科学家们现在认为有25%到50%的白矮星都有行星系。

  也许有一天,我们会发现一个有类地行星,甚至可能有生命. 但并不是所有这些坚强的小恒星都是好主人,白矮星具有易变的性质。

  【不要以为小个子白矮星没有脾气】

  白矮星是像太阳这样的恒星死亡后的残骸,这些僵尸恒星大多在数十亿年的时间里慢慢冷却。

  大部分白矮星是这样,但不是全部!有些白矮星会在 1a型超新星的壮观爆炸中消失。

  也许读者会有些奇怪,白矮星怎么会变成“超新星”呢?要知道,超新星向来是巨大恒星的专利。

  然而宇宙就是这样的奇妙!很多让人想到的事情都会发生。

  1a型超新星是宇宙中最猛烈、最强大最具能量的事件之一。它同样可以让整个星系都黯然失色。它们能造成数百光年范围内的破坏,它们绝对的是大事件。

  60多年来,科学家们看到了一些宇宙烟火的余波,然而科学家们几乎没有直接证据表明它们来自白矮星。

  英国伦敦大学学院的学生很幸运,在拍摄常规照片时,他们在我们所在的宇宙附近发现了一场超新星爆炸。

  M82,雪茄星系,在宇宙尺度上非常接近我们,它离我们只有1200万光年。相对于一百多亿光年的宇宙,这个距离的确是“非常近”了。这使得它成为天空中距离我们最近的星系之一。

  这颗被称为 2014J 超新星的爆炸是20多年来距离最近的 1a型超新星。它的近距离得以让科学家们寻找白矮星超新星的特征——一种伽马射线的爆发。

  

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  M82雪茄星系中的1a型超新星

  伽马射线是一种能量极高的光,它们是电磁波谱中能量最高的一种射线,或者说是光子。

  白矮星爆炸时,应该会释放伽马射线,但星际空间中的尘埃会吸收这些射线。所以除非附近发生爆炸,否则很难探测到它们。

  多年来,天文学家一直在寻找1a型超新星发出的伽马射线,但没有人发现它们。现在,科学家们有了机会和技术来观察这种难以捉摸的射线。

  利用ISA的集成卫星,他们筛选了 M82 爆炸发出的冲击波。这很艰困难,但最终,他们得到了一个读数:伽马射线的信号。

  这是白矮星在 1a型超新星中爆炸的最好证据。超新星2014J如此酷的原因是,就是它的观测给了科学家们证据。

  是白矮星爆炸产生了这种特定类型的超新星,那么,哪些白矮星会逐渐消失,哪些会随着一次爆炸而消失?

  一项对恒星的调查显示,大约30%的白矮星生活在双星系统中。但白矮星并不是很好的邻居。

  双星系统中的白矮星就像一个僵尸,这是一颗曾经活着的恒星的尸体。但现在它正在吞噬一颗还活着的恒星的物质。

  它们通过吞噬恒星的所有外层将物质和生命从恒星中吸走。随着不断把伴星的质量增加上去,每次增加一点氢形成大气层。在很长一段时间里,一切都很好。直到增加了太多的质量,一旦达到了临界阈值,然后就会“黎叔很生气,后果很严重”。

  结果将是毁灭性的,从伴星窃取的额外气体重量挤压了白矮星核心深处的碳。当白矮星的质量达到太阳的1.4倍时,它将达到一个临界点,即钱德拉塞卡极限。然后就是在华丽的闪光中,形成了超新星。

  瞬间,碳发生核聚变,释放出巨大的能量。

  

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  1a型超新星爆炸原理

  如果白矮星在钱德拉塞卡极限中爆炸,就会像烟火一样,所有的火药量都是一样的。它们会以同样的方式,爆发出同样的响声。

  好吧,这样的超新星也同样明亮,所有1a型超新星的亮度都是相同的。这对科学家们理解空间至关重要。所以1a型超新星又被称为标准烛光。是快速计算宇宙距离的有用工具。

  但是哪种伴星会触发1a型超新星呢?

  【标准蜡烛的地位岌岌可危】

  几十年来,红巨星一直是头号嫌疑犯,因为它是一颗非常大、非常膨胀的恒星。这种恒星的物质很容易被白矮星吸走物质,直到它变得足够大而爆炸。

  为了证明这个理论,科学家们需要在超新星爆炸后留下的残骸中找到证据。恒星是非常坚强的天体,它们可以在附近恒星的爆炸中存活下来。

  一些伴星应该还在那里,它们中的很多,会磨损得很厉害。但他们仍然会存在,科学家们搜寻着70颗1a型超新星的残骸。但只有一个爆炸区域,包含了红巨星的发光残骸。

  也就是说,科学家们只发现了这一个例子。这表明它们实际上并不是科学家们想象中的“连环杀手”。

  它很可能是这类超新星爆炸中的少数。事实上,科学家们现在认为,在这些白矮星超新星中,只有一小部分与红巨星有关。

  尽管在几十年来的标准教科书中,红巨星是最受欢迎的解释。看来又需要改写教科书了。

  如果红巨星不是1a型超新星的主要成因,那么是什么呢?

  新的证据表明,白矮星碰撞,即恒星合并可能会超过钱德拉塞卡极限,产生不同亮度的爆炸。

  但如果爆炸的亮度不同,它们还能作为标准蜡烛使用吗?

  如果真的不知道 1a型超新星是什么,那么当科学家们用它们来描绘宇宙和宇宙膨胀的方式时,就不能再确定我们看到的是什么。

  如果在这一点上错了,那么在其他很多事情上也错了。我们的整个宇宙模型就会崩溃,我们对宇宙的理解是完全错误的吗?

  科学家们认为宇宙的膨胀速度正在加速的原因是基于1a型超新星的亮度都是一样的,但也许事实并非如此。

  所以大多数1a型爆炸仍然是一个谜。科学家们称白矮星的爆炸为标准烛光,但实际上它们并不是标准烛光。科学家们认为有不同类型的爆炸。

  研究人员怀疑,理论上的合并可能会导致更多的1a型超新星的爆发。它是两颗白矮星相撞的结果,但这扰乱了距离的计算。

  钱德拉塞卡极限认为,白矮星的质量达到太阳的1.4倍时就会爆炸,两颗白矮星的碰撞可以超过这个质量。更多的质量意味着更大的爆炸,和更明亮的爆炸。

  这不是一点一点地增加气体,而是增加了另一个一整颗的白矮星……然后爆炸。

  它看起来像1a型超新星,但不是标准的烛光。

  它会比科学家们预期的要亮,但是白矮星合并还没有被发现。因为在它发生之后再去寻找它几乎是不可能的。

  如果两颗白矮星合并在一起,几乎是不可能分辨出来的。因为这两个系统的“DNA”都混在一起了,而且都是一样的。

  所以我们不能只看闪光的时候,而是要到银河系中去寻找滴答作响的定时炸弹。

  天文学家在研究一种形状奇特的气体云时取得了突破。利用ESO的超大望远镜,他们聚焦于一个名为Henize 2-428的行星状星云。

  

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  Henize 2-428行星状星云

  行星状星云通常是对称的,因为红巨星在变成白矮星时,会均匀地剥离其外层。

  但这个是不均匀的,科学家们认为,在这种情况下,可能存在一颗伴星在塑造、扭曲和雕刻这个行星状星云。

  研究人员揭开了这些气体层,发现了一些令人震惊的东西:一个由迄今为止发现的最大的一对白矮星轨道组成的双星系统。

  每颗恒星的质量都是太阳的90%,而且它们离得很近,它们围绕彼此运行只需4小时。它们越来越接近了。

  科学家们知道灾难就要来了,在大约7亿年后,这些恒星将合并然后爆炸成1a型超新星。

  现在,由于更多像Henize 2-428这样的星系的发现。科学家们认为白矮星碰撞可能是造成大多数1a型超新星的原因。

  

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  两颗白矮星碰撞形成的1a型超新星

  【亚钱德拉 1as 型超新星】

  科学家们现在已经观测到了9次超级钱德拉爆炸。更复杂的是科学家们还发现了另一种白矮星形成的超新星——亚钱德拉 1as 型超新星。

  这些科学家们不太了解的神秘白矮星,比普通的白矮星超新星消亡得快得多。

  这种爆炸不像普通的1a 型超新星那么剧烈,而且消失得更快,但科学家们不知道为什么。也许这与恒星的性质或旋转有关,但也可能钱德拉塞卡极限不是那么精确,有点像钱德拉塞卡范围。

  物理教科书现在要重写了,或者至少得修改,因为科学家们已经知道不是所有的1a型超新星都来自钱德拉质量的白矮星。

  实际上有很多1a 型超新星,各种各样的白矮星质量和结构都可以爆炸。这些新发现意味着研究人员现在要研究1a型超新星的化学成分和持续时间,而不仅仅是它们的亮度。

  随着科学家们研究得越深,揭开的谜团就越多。比如游荡在银河系中的白矮星,以及不断爆炸的小恒星。这些奇怪的白矮星能更多地揭示1a型超新星的奥秘吗?

  现在的白矮星出奇地难以理解。它们的行为方式完全出乎意料,但这些怪胎可能有助于回答有关1a型超新星的剩余问题。

  它们是白矮星,但不是科学家们所知的那样的白矮星。

  【1ax 型超新星】

  2017年,天文学家在小熊座发现了一颗从地狱中来的叛逆恒星。它就像一个僵尸,但又不是一个蹒跚前行的僵尸,它跑起来像恒星中的“尤塞恩·博尔特”。

  这颗恒星在银河系中呼啸而过,其速度比你想象的同类恒星要快得多。这颗名为LP 40-365的白矮星,正以令人难以置信的速度向银河系边缘移动。

  它不是唯一一颗行为怪诞的恒星,2019年天文学们又发现了三颗在银河系中奔跑的白矮星。

  发现一颗白矮星在太空中爆炸,已经够奇怪的了。但是又找到三个,这就告诉了科学家们,这是经常发生的事。

  那么是什么让这些叛逆者穿越银河系呢?

  LP 40-365和其他这些奇怪的白矮星可能是失败的超新星的结果。科学家们推测也许这些东西并没有爆炸。如果是这样,我们应该会发现银河系中徘徊着一些未被点燃的白矮星。

  在过去的20年里,科学家们发现了一些异常暗淡的超新星,可能就是它们让LP 40-365和它的朋友飞起来。

  所以看起来发生的事情是这样的:在一对双星中,有一些物质倾倒到一颗白矮星上,然后就会有一颗1a型超新星。但1a型超新星并不是对称的,有些地方真的发生爆炸了,但有些并没有。能量并没有向四面八方发散,于是就会发生一件事情,就是这些恒星以惊人的速度被抛向太空。

  科学家们称这样的超新星为 1ax 型超新星。它们可能占1a型超新星的10%到30%。

  很多时候可能会抛弃一个失控的恒星,但科学家们仍然不知道超新星失败的原因。

  科学的一个有趣之处是,即使失败了,你也能从中学到将要发生的事情。

  为什么有这些不同呢?它们还不够大吗?它们在什么地方超重了?是否是伴星没有以正确的方式为它们提供物质?

  那里发生了一些事情使这些恒星不会把自己炸成碎片,这告诉了科学家们 1as 型的某种爆炸的方式。

  对于白矮星来说,双星系统中的生活似乎很不平等。但对于一些幸运的恒星来说,它们的生命可能更美好。

  仅仅因为白矮星有一个正常的伴星,并从它那里窃取物质,但并不意味着白矮星的死亡。

  【新星系统】

  2013年2月,天文学家在仙女座星系中发现了一颗不断闪烁的恒星。每一次耀斑它的亮度都是太阳的一百万倍,然后才会变暗到正常状态。

  它被称为M31N 2018-12a,这不是超新星,而是它的兄弟——新星。

  但奇怪的是,这种情况每年都会发生。

  天文学家很久以前就知道,有这些新星的存在。有一些规律,每10年或每100年。但每年都能发现一次爆炸的是一个了不起的发现。

  就像超新星一样,新星发生在一个接近的双星系统中,其中一颗白矮星和另一颗恒星相互围绕着对方运行。

  白矮星从伴星中吸收氢,气体落到它的表面,所以当氢堆积起来,最终,它达到了氢可以熔合成氦并爆炸的程度,于是就爆炸了。

  

白矮星:宇宙中的“千面佳人”-第9张图片-大千世界


  不断爆炸的新星

  但超新星中核聚变在恒星的核心深处发生,但在新星中,核聚变只发生在表面。一场爆炸划过白矮星的表面,将未燃尽的氢抛向太空。结果形成了一个叫做残骸的天体。

  新星M31N的残骸有400光年宽,这个特殊的残骸甚至比超新星残骸还要大。它比大多数正常的残骸更大、更密、更亮。

  如果恒星如此频繁地发光,这就说得通了。想想那颗闪耀了数百万年的恒星,建造了一个巨大的新星遗迹。重复的耀斑解释了残骸的巨大尺寸。

  但为什么新星会如此频繁地爆炸呢?

  传统观点认为,当一颗新星在白矮星表面爆炸时,白矮星的质量不会有太大的变化。或者有可能它变小了。

  现在科学家们认为在新星形成后,白矮星的质量增加了一些。像M31N这样反复出现的新星,从伴星上偷走的质量,比它们在每次爆炸中释放出来的质量还要多。

  一些恒星的质量越来越大,爆炸频率越来越高,直到它们达到钱德拉塞卡极限,成为一颗全面爆发的超新星。

  M31N很可能是向我们展示一些新星系统最终会变成超新星系统的缺失环节。

  弄清新星是如何变成超新星的,以及为什么一些超新星会失败,可能会帮助科学家们理解白矮星爆炸的原因。

  

白矮星:宇宙中的“千面佳人”-第10张图片-大千世界


  M31N的残骸

  【会变成磁星的白矮星】

  但就在科学家们以为有机会了的时候,白矮星又给科学家们带来了另一颗重磅信息——死亡射线。

  白矮星可以在猛烈的超新星中爆炸,但这不是它们唯一的致命伎俩。他们还可能创造出宇宙中最具磁性和最可怕的野兽——磁星。

  磁星很可怕,从名字里就可知,磁星这个词听起来很可怕。它们是宇宙中最大磁场的卫冕冠军。

  磁星周围的磁场非常强,可以拉伸和扭曲单个原子。它们能把原子变成又长又细的铅笔形状。此时的原子就不能再以通常的方式结合在一起了,所以如果你有这样的原子,那么你可以扔掉世界上所有的化学教科书了。

  如果一个宇航员不幸地靠近了一颗磁星,比方说,在六七百英里之内,这个宇航员整个身体都会被完全毁灭,甚至或多或少会溶解。

  这些可怕怪物的起源是个谜,但一定是某种非常猛烈的东西。

  科学家们认为它们在形成时会发生某个迹象,即穿过宇宙的强大的能量爆炸。

  在过去的几十年里,科学家们注意到一些非常奇怪、非常混乱、非常短暂的强烈电波能量的闪光。

  它们被称为快速电波爆发,简称FRBs。有些快速电波爆发不会重复,爆发一次就结束。

  所以这里所说的是在不到一秒的时间里释放出难以置信的能量,然后就结束了。

  因为这些不重复的快速电波爆发非常强大,科学家们认为它们可能来自一次巨大的碰撞。

  碰撞的物体越重、密度越大,爆炸就越大。

  新的研究表明,一颗白矮星撞击一颗高密度大质量的中子星可能足以产生一颗磁星,并在这个过程中发射出快速电波爆发。

  中子星就像是更厉害那种白矮星——是一颗巨恒星剩余的内核。它们实际上是巨大的中子球。所有物质挤在一起,形成一个城市大小的物体。

  中子星——令人难以置信的复杂的奇异天体,加上一颗白矮星——令人难以置信的、丑陋的、复杂的天体,它们迎头相撞。

  随着两颗恒星的轨道越来越近,中子星会从白矮星上剥离气体,这种物质在中子星上盘旋,使中子星旋转得越来越快。快速的旋转放大了它的磁场,直到两颗恒星相撞,形成一个磁性更强的怪物——磁星。

  

白矮星:宇宙中的“千面佳人”-第11张图片-大千世界


  白矮星与中子星合并成磁星

  这是一个动荡的局面,你可以把它想象成一个刚出生的婴儿,在又踢又叫。乱流产生强大的电磁辐射冲击波,它以光速冲出碰撞地点,直到地球上的科学家们检测到一个快速的射电暴。

  我们可以听到数百万光年外痛苦的尖叫声。那些尖叫声是快速的电波脉冲,这可能是宇宙中最困难的“分娩”。

  以前科学家们很少有人怀疑白矮星能产生像磁星那样剧烈的物体。现在白矮星正从阴影中走了出来,作为宇宙中最迷人的物体之一,获得天文学中它们应有的位置。

  当科学家们第一次观察白矮星时,它们很奇怪,是好奇的萌宝,但这只是个小插曲。现在白矮星向我们展示了它们真正的实力。

  白矮星在某种程度上可以被看作是宇宙中的弱者,而现在它们向我们展现了不为人知的另一面。它们不再是那个不起眼的小家伙,它们会以不同的惊人的爆炸来向我们宣誓它们惊人的存在。它们是宇宙中的“千面佳人”。


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