天文学家利用斯隆数字巡天观测到的 26,041 颗白矮星目录，证实了这些古老超致密恒星中存在长期预测的效应。
两颗质量相同但温度不同的白矮星的概念图；较热的恒星（左）稍微蓬松一些，而较冷的恒星（右）则更紧凑。图片来源：Roberto Molar Candanosa / 约翰·霍普金斯大学。
质量不足以在恒星演化结束时转变为中子星或黑洞的恒星会排出其外层，留下其核心，即称为白矮星的致密残余物。
所有初始质量为 0.07 到 8 个太阳质量的恒星（约占所有恒星的 97%）最终都会以白矮星的形式结束生命。
妮可·克鲁普勒博士说：“白矮星是特征最鲜明的恒星之一，我们可以用它来测试这些普通物理学的基本理论，希望我们能找到一些指向新基础物理学的古怪东西。”约翰·霍普金斯大学天体物理学家。
“如果你想寻找暗物质、量子引力或其他奇异的东西，你最好了解普通物理学。”
“否则，看似新颖的东西可能只是我们已经知道的效应的新表现。”
这项新研究依赖于对这些极端条件如何影响白矮星发射的光波的测量。
远离如此巨大物体的光在逃离重力的过程中会失去能量，逐渐变红。
这种红移效应像橡胶一样以望远镜可以测量的方式拉伸光波。
正如爱因斯坦广义相对论所预测的那样，它是由极端重力引起的时空扭曲造成的。
通过对白矮星相对于地球的运动进行平均测量，并根据其重力和大小对它们进行分组，天文学家分离出重力红移，以测量较高的温度如何影响其气态外层的体积。
该团队在 2020 年对 3,000 颗白矮星进行的调查证实，由于电子简并压力，恒星在质量增加时会收缩，电子简并压力是一种量子力学过程，可以在数十亿年的时间内保持其致密核心稳定，而不需要核聚变，而核聚变通常支持我们的太阳和其他恒星。星星的类型。
“到目前为止，我们还没有足够的数据来自信地证实较高温度对质量大小关系的微妙但重要的影响，”克鲁普勒博士说。
“下一个前沿领域可能是检测不同质量的白矮星核心化学成分的极其细微的差异，”约翰·霍普金斯大学的天体物理学家纳迪亚·扎卡姆斯卡博士说。
“我们并不完全了解恒星形成白矮星所需的最大质量，而不是中子星或黑洞。”
“这些越来越高精度的测量可以帮助我们测试和完善有关大质量恒星演化过程以及其他鲜为人知的过程的理论。”
“这些观察结果还可以帮助尝试发现暗物质的迹象，例如轴子或其他假设的粒子，”克鲁普勒博士说。
“通过提供更详细的白矮星结构图片，我们可以利用这些数据来揭示特定暗物质模型的信号，从而在我们的银河系中产生干涉图案。”
“如果两颗白矮星位于同一个暗物质干扰斑块内，那么暗物质将以同样的方式改变这些恒星的结构。”
尽管暗物质具有引力，但它不会发射望远镜可以看到的光或能量。
科学家们知道它构成了太空中的大部分物质，因为它的引力影响恒星、星系和其他宇宙物体的方式类似于太阳影响地球轨道的方式。
“我们已经把头撞在墙上试图弄清楚暗物质是什么，但我想说我们已经蹲下来了，”克鲁普勒博士说。
“我们知道暗物质不是什么，我们对它能做什么和不能做什么有限制，但我们仍然不知道它是什么。”
“这就是为什么了解像白矮星这样的简单天体物理物体如此重要，因为它们给发现暗物质可能是什么带来了希望。”
这学习出现在天体物理学杂志。
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妮可·R·克鲁普勒等人。 2024。白矮星质量半径关系与引力红移的温度依赖性检测。应用J977、237；二：10.3847/1538-4357/ad8ddc
