【最新研究】科學家首次觀測到白矮星重啟氫核聚變,已經逝去的恒星殘骸為何還能復活

天空之城 2022/05/17 檢舉 我要評論

白矮星是太陽這類的恒星走完主序星階段后的產物,一般認為質量在太陽0.5~8倍之間的恒星,在其主序星階段結束后都會變成白矮星,這個時候恒星的核聚變已經結束,自身不會再生產能量,所以白矮星又被認為是恒星的殘骸。

但是來自歐洲幾個天文研究機構的一個研究團隊于5月13日在《自然》雜志上發表論文宣稱首次觀測到了白矮星爆炸現象,驗證了之前物理學家們的一個猜想。

這次白矮星爆炸現象是德國圖賓根大學與幾個德國天文機構的合作成立的一個研究小組首次觀察到的,他們利用位于地球之外150萬公里的eROSITA X射線望遠鏡(黑洞搜尋望遠鏡)發現了這次罕見天象。

從2019年以來它一直在觀察宇宙的軟X射線,2020年7月7日時,該望遠鏡觀察到一次強烈的X射線輻射,從開始到消失只有8個小時,表現為一個突然變強然后漸漸熄滅趨向于消失,在其光線最強時,它在地球上是肉眼可見的,我們能不借助望遠鏡等工具而直接看到它,研究小組綜合多種數據分析后認為這就是一次白矮星表面突然出現核聚變反應引發爆炸的突發性X光射線源事件。

​白矮星被認為是核聚變反應中止的恒星殘骸,又怎麼會出現核聚變反應呢?其實原因也并不復雜,白矮星上面的物質呈電子簡并態,非常致密,每立方厘米的重量在100公斤到兩噸之間,所以它雖然體積不大但質量也非常大。

​多數白矮星體積和地球差不多,然而質量卻是地球的數百萬倍,最大甚至可達1000萬倍,相當于太陽質量的2.44倍,這樣的星體的引力也是十分強大的,它同樣會吸附周圍的物質,如果它的周邊有一顆紅巨星,在兩星相互繞行的過程中,白矮星就會不斷的吸附紅巨星上的物質,而這時候紅巨星噴發出來的物資又大多是氫氣,因此在白矮星的表面就會聚集大量氫氣,由于白矮星的引力很強,其表層的氫氣越聚越多的時候,底部在極大的壓強和高溫下就會引發核聚變,于是爆炸就發生了。

​有人將這種白矮星上重新發生的氫核聚變現象稱為「白矮星復活」,但它的這種「復活」是很短暫的,而且這種核聚變只發生在白矮星的表層,由于氫元素總量不夠多,這種核聚變很難持續較長時間,所以不能算是本質上的「復活」,只是表現為白矮星表層的一場爆炸現象。

值得一提的是,這樣的爆炸不同于白矮星的La型超新星爆發,因為它并不會導致白矮星在爆炸中灰飛煙滅,但如果白矮星的質量到達了錢德拉上限(太陽質量的2.44倍)附近時,發生這樣的爆炸則有可能直接引發白矮星的La型超新星爆發,導致白矮星整個消失掉。

白矮星表層會出現氫核聚變,這樣的推測早在三十多年前就有了,但一直沒有被天文觀測所證實,這個歐洲天文研究小組的觀測算是實地證實了這一理論推測,觀測數據顯示該白海星爆炸時溫度甚至達到了32.7萬攝氏度,相當于太陽表面溫度的60倍左右。

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