白矮星是太陽這類的恒星走完主序星階段后的產(chǎn)物,一般認(rèn)為質(zhì)量在太陽0.5~8倍之間的恒星,在其主序星階段結(jié)束后都會(huì)變成白矮星,這個(gè)時(shí)候恒星的核聚變已經(jīng)結(jié)束,自身不會(huì)再生產(chǎn)能量,所以白矮星又被認(rèn)為是恒星的殘骸,但是來自歐洲幾個(gè)天文研究機(jī)構(gòu)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)于5月13日在《自然》雜志上發(fā)表論文宣稱首次觀測到了白矮星爆炸現(xiàn)象,驗(yàn)證了之前物理學(xué)家們的一個(gè)猜想。
這次白矮星爆炸現(xiàn)象是德國圖賓根大學(xué)與幾個(gè)德國天文機(jī)構(gòu)的合作成立的一個(gè)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(yuǎn)鏡(黑洞搜尋望遠(yuǎn)鏡)發(fā)現(xiàn)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(shí),該望遠(yuǎn)鏡觀察到一次強(qiáng)烈的X射線輻射,從開始到消失只有8個(gè)小時(shí),表現(xiàn)為一個(gè)突然變強(qiáng)然后漸漸熄滅趨向于消失,在其光線最強(qiáng)時(shí),它在地球上是肉眼可見的,我們能不借助望遠(yuǎn)鏡等工具而直接看到它,研究小組綜合多種數(shù)據(jù)分析后認(rèn)為這就是一次白矮星表面突然出現(xiàn)核聚變反應(yīng)引發(fā)爆炸的突發(fā)性X光射線源事件。
白矮星被認(rèn)為是核聚變反應(yīng)中止的恒星殘骸,又怎么會(huì)出現(xiàn)核聚變反應(yīng)呢?其實(shí)原因也并不復(fù)雜,白矮星上面的物質(zhì)呈電子簡并態(tài),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(zhì)量也非常大。
多數(shù)白矮星體積和地球差不多,然而質(zhì)量卻是地球的數(shù)百萬倍,最大甚至可達(dá)1000萬倍,相當(dāng)于太陽質(zhì)量的2.44倍,這樣的星體的引力也是十分強(qiáng)大的,它同樣會(huì)吸附周圍的物質(zhì),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(huì)不斷的吸附紅巨星上的物質(zhì),而這時(shí)候紅巨星噴發(fā)出來的物資又大多是氫氣,因此在白矮星的表面就會(huì)聚集大量氫氣,由于白矮星的引力很強(qiáng),其表層的氫氣越聚越多的時(shí)候,底部在極大的壓強(qiáng)和高溫下就會(huì)引發(fā)核聚變,于是爆炸就發(fā)生了。
有人將這種白矮星上重新發(fā)生的氫核聚變現(xiàn)象稱為“白矮星復(fù)活”,但它的這種“復(fù)活”是很短暫的,而且這種核聚變只發(fā)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(xù)較長時(shí)間,所以不能算是本質(zhì)上的“復(fù)活”,只是表現(xiàn)為白矮星表層的一場爆炸現(xiàn)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(fā),因?yàn)樗⒉粫?huì)導(dǎo)致白矮星在爆炸中灰飛煙滅,但如果白矮星的質(zhì)量到達(dá)了錢德拉上限(太陽質(zhì)量的2.44倍)附近時(shí),發(fā)生這樣的爆炸則有可能直接引發(fā)白矮星的La型超新星爆發(fā),導(dǎo)致白矮星整個(gè)消失掉。
白矮星表層會(huì)出現(xiàn)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(shí),這個(gè)歐洲天文研究小組的觀測算是實(shí)地證實(shí)了這一理論推測,觀測數(shù)據(jù)顯示該白海星爆炸時(shí)溫度甚至達(dá)到了32.7萬攝氏度,相當(dāng)于太陽表面溫度的60倍左右。
參考資料:
《中文業(yè)界資訊》5月14日文章《科學(xué)家首次觀察到白矮星的爆炸現(xiàn)象》