一颗死星的大小是我们见过的同类产品中最小的。
它是一颗白矮星,是太阳质量范围内恒星的超致密塌缩核心,但它的直径只有 4,280 公里(2,660 英里)。 这也是最大量的我们见过的白矮星,质量约为太阳的 1.35 倍。
只需花一点时间来思考一下这个问题——比太阳质量稍大一点的球体,体积只比月球大一点点。 太不可思议了,不是吗?
而这颗白矮星,名为 ZTF J1901+1458,距离我们大约 130 光年,真的是极好的。 它的密度和质量使其处于钱德拉塞卡极限- 白矮星变得不稳定以致爆炸成壮观的超新星之前的最大质量。
“我们发现了这个非常有趣的物体,它的质量还不足以爆炸,”加州理工学院理论天体物理学家伊拉里亚·卡亚佐 (Ilaria Caiazzo) 说道。 “我们正在真正探索白矮星的质量有多大。”
白矮星是死星连续体中质量最小的一类死星。 它们是由质量达太阳八倍的恒星塌缩核心形成的; 当这些恒星结束它们的主序时()寿命期间,它们会吹掉外部材料,而剩余的核心不再受到向外的聚变压力的支撑,会塌陷成超致密的物体。
直到钱德拉塞卡极限,大约 1.4 个太阳质量,称为电子简并压力防止白矮星在自身引力作用下进一步塌缩。 在一定的压力水平下,电子从原子核中剥离 - 并且,因为相同的电子不能占据同一个空间,这些电子提供了防止恒星塌缩的向外压力。
不过,双星系统中存在许多白矮星。 这意味着它们被锁定在与另一颗恒星的轨道舞蹈中。 如果两颗恒星距离足够近,白矮星将从其双星伴星上吸走物质,这一过程可以使死亡恒星突破钱德拉塞卡极限,通常会引发 Ia 型超新星。
ZTF J1901+1458似乎是一个特例。
根据研究小组的分析,白矮星是两颗较小的白矮星合并的产物; 它们的质量加在一起还不足以达到钱德拉塞卡极限并产生 Ia 型超新星。
它的年龄只有大约一亿年,对于白矮星来说具有疯狂的磁场,大约比太阳强大十亿倍。 它还具有极端的旋转,每七分钟旋转一圈。 这不是有史以来最快的白矮星自转,但它已经在那里了。 这些特征表明过去曾发生过合并。
从现在开始发生的事情可能绝对令人着迷。
“这是高度推测性的,但白矮星的质量可能足以进一步塌缩成一颗,”卡亚佐解释说。
“它的质量如此之大,密度如此之大,以至于在其核心,电子被原子核中的质子捕获,形成中子。由于电子的压力推动着重力,使恒星保持完整,因此当数量足够多时,核心就会崩溃。的电子被移除。”
中子星——甚至比白矮星密度更大,并受到中子简并压力的支持——当一颗质量为太阳8到30倍的恒星到达其寿命终点时就会形成。 一旦它变得卡布卢伊,吹掉其外部物质,恒星核心就会塌缩成中子星。
如果该团队的分析正确,ZTF J1901+1458 将为这些极端天体的低质量实例提出另一种形成途径。
反过来,这可能意味着 ZTF J1901+1458 和其他类似的恒星可以告诉我们很多有关转变为中子星的白矮星双星类型的信息。 该团队希望找到他们。
“有很多问题需要解决,比如银河系中白矮星合并的速度是多少,是否足以解释 Ia 型超新星的数量?这些强大事件中的磁场是如何产生的,为什么会产生这样的磁场?”白矮星的磁场强度有如此大的差异吗?”卡亚佐说。
“找到大量由合并而产生的白矮星将有助于我们回答所有这些问题以及更多问题。”
该研究发表于自然。