白矮星就是太陽等恒星經(jīng)過主序星階段之后形成的,人們普遍認(rèn)為白矮星質(zhì)量為太陽的0.5-8倍,當(dāng)它的主序星階段完成之后就會成為白矮星,而此時恒星核聚變已完成,本身并不再生產(chǎn)能量,因此白矮星也被視為恒星殘骸,但歐洲多家天文研究機(jī)構(gòu)組成的研究小組卻在5月13日出版的《自然》期刊上發(fā)表了一篇論文,聲稱第一次觀測到白矮星爆炸,證實(shí)了物理學(xué)家此前的推測。
此次白矮星爆炸事件由德國圖賓根大學(xué)和德國多家天文機(jī)構(gòu)合作組成的研究小組進(jìn)行了第一次觀測, 由超新星爆發(fā)產(chǎn)生的一種特殊光——γ射線所引起的光變。這個研究小組成員包括德國天文學(xué)會的天文學(xué)家,圖賓根市大學(xué)和德國天體物理學(xué)家協(xié)會的科學(xué)家們。 他們使用距離地球150萬km的e ROSITA X射線望遠(yuǎn)鏡(黑洞搜尋望遠(yuǎn)鏡),發(fā)現(xiàn)了這一罕見天象。它自2019年起就對宇宙中的軟X射線進(jìn)行觀測。2020年7月7日,望遠(yuǎn)鏡觀測到了一次強(qiáng)X射線輻射。從始至終只持續(xù)了8小時,呈現(xiàn)出突然變強(qiáng)而后又逐漸熄滅趨于消失的狀態(tài)。當(dāng)它的光最多的時候,它是地球上肉眼所見。我們可以不用望遠(yuǎn)鏡和其他工具就可以直接看到。研究團(tuán)隊(duì)通過對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出結(jié)論:這是白矮星核聚變核聚變反應(yīng)過程中產(chǎn)生的輻射源。
據(jù)信這顆白色矮星是一顆停止了核聚變反應(yīng)的恒星殘骸,核聚變反應(yīng)如何發(fā)生? 科學(xué)家們經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn),這是由于它們內(nèi)部存在著一個巨大的等離子體層所造成的。 這其中的原因并不是很復(fù)雜,白矮星上的物質(zhì)是電子簡并態(tài)的,密度很高,每立方厘米重100千克至2噸,因此盡管體積很小,但是質(zhì)量很大。
大白矮星大多數(shù)白矮星與地球大小相似,但質(zhì)量卻比地球大幾百萬倍,最多達(dá)到1000萬倍,比太陽大1.44倍,這類星體引力也很強(qiáng),它們還能吸收周圍物質(zhì),若它們周圍有個紅巨星,當(dāng)兩顆恒星互相繞道而行時,白矮星繼續(xù)吸收紅巨星的物質(zhì),此時紅巨星爆發(fā)出的物質(zhì)大部分為氫氣,所以白矮星表面積聚了大量氫氣,當(dāng)白矮星引力越強(qiáng),白矮星表面的氫氣越集中,產(chǎn)生巨大的核聚變壓力。
重發(fā)白矮星氫核聚變現(xiàn)象被稱為'白矮星復(fù)活',但是其'復(fù)活'時間非常短,且核聚變僅在白矮星表面進(jìn)行,因?yàn)闅湓乜偭坎蛔悖司圩冸y以維持很長時間,因此不能視為實(shí)質(zhì)意義上的'復(fù)活',而僅僅表現(xiàn)為白矮星表面爆炸現(xiàn)象。
值得一提的是,這類爆炸與白矮星Ia型超新星的爆炸有所不同,因?yàn)樗鼈儾粫拱装荌b型超新星在爆炸過程中煙消云散,但是如果白矮星Ic型超新星達(dá)到錢德拉上限左右(是太陽的1.44倍),那么這類爆炸就可能會直接觸發(fā)白矮星Id型超新星,使白矮星全消。
白矮星表面將發(fā)生氫核聚變這一猜測在30多年前就已經(jīng)存在,但是卻從未得到天文觀測的證實(shí),歐洲天文研究小組(European Organization Group, EARC)的這次觀測算是對理論猜測進(jìn)行了現(xiàn)場驗(yàn)證,觀測資料表明,白海星在爆炸過程中的溫度甚至高達(dá)327, 000℃,約為太陽表溫的60倍。