很難想象地球失去太陽的後果!因為沒有太陽的光和熱,地球將陷於冥王星般連氮氣都凍成冰的世界,有了陽光,地球才形成了萬千世界!
但沒有人能想到的是太陽的未來將成為一顆白矮星,最終形成的大小可能比地球還要小一些,白矮星有一個反常識的特性,也就是質量越大,直徑越小!因為加州理工學院的天體物理學家們利用帕洛瑪天文臺的望遠鏡發現了一顆已知最小的白矮星,它的未來可能面臨宇宙中最壯觀的Ia型超新星爆發!
ZTF J1901+1458:全宇宙最小白矮星?
ZTF J1901+1458的發現要歸功於夏威夷島毛納凱亞的 WM Keck 天文臺和毛伊島哈雷阿卡拉的 Pan-STARRS以及海爾望遠鏡和歐空局蓋亞衛星以及NASA的Neil Gehrels Swift 天文臺的協同合作!
因為這顆白矮星不僅小,而且處在遙遠的130光年外,加州理工學院的謝爾曼費爾柴爾德博士後研究員與它的團隊,透過海量的觀測資料才確認了這顆白矮星的存在,並且其表面磁場高達600至900兆高斯,而直徑則只有4300千米,僅僅比月球稍稍大一些!
而科學家計算的質量則極度接近太陽的1.4倍,熟悉天文的朋友一定非常清楚比太陽質量大1.4倍的天體意味著什麼未來,所以科學家認為,這顆白矮星可能是迄今為止發現最小的白矮星!
因為比它更小的白矮星已經“砰”一聲,爆炸消失了,它再也不會在宇宙中出現,而它爆發的閃光也成了宇宙中用來測量恆星距離的標準燭光!
為什麼白矮星越小,質量越大?
白矮星是恆星演化到末期的一個產物,一般恆星有有三種結局,白矮星、中子星和黑洞,其中類日恆星的結局是白矮星,質量是太陽大約8-10倍以上的恆星會在超新星爆發後形成中子星,而大於25-30倍左右太陽質量的恆星會形成黑洞!
當類日恆星演化到末期時,核心會大量堆積氦碳氧等物質,而核心與外殼之間的氫聚變也因為高溫而更劇烈,此時的外殼會因為大量的熱產生膨脹,會變成紅巨星,最後外殼脫離形成行星狀星雲!
此時的核心則會由於不再核聚變,無法產生新的熱量,物質會因為無法對抗引力而坍縮,但最終電子簡併力會支撐住整個星體而形成電子簡併態物質,這就是白矮星!而質量越大則會壓的更緊密,也就是直徑更小!
如果恆星質量更大些,那麼會因為坍縮時會引發超新星爆發,這就是核坍縮超新星,此時質量中等的就會形成中子星,而質量更大的則會形成黑洞。
為什麼說它是最小的白矮星?
因為質量再大的白矮星不存在,再大一點,它可能就超新星爆發了!因為天文學家分析,這顆ZTF J1901+1458白矮星可能是兩顆白矮星合併合成,而極限湊得非常精準,大約為1.35倍太陽質量!
假如再大一丟丟,那麼迎接它的將是Ia型超新星爆發!
這是雙星系統中的一顆恆星首先演化到末期形成了白矮星,另一顆在恆星時代沒啥問題,但在其紅巨星時代卻因為氣殼膨脹落入了白矮星的希爾球範圍,大量物質被白矮星吞噬,最後當另一顆紅巨星也演變成白矮星時候,就成了白矮星雙星!
理論上兩顆白矮星雙星會互相環繞到永遠,但兩顆白矮星的引力波會逐漸消耗它們的軌道能量而越來越近,最終合併成一顆新的白矮星!
但在這個過程中會有兩種命運:
1、白矮星在吸積紅巨星物質階段質量超過錢德拉塞卡極限,也就是1.4倍太陽質量,此時會導致Ia型超新星爆發;2、雙白矮星在合併時超過錢德拉塞卡極限,同樣會形成超新星爆發;所以這顆1.35倍的ZTF J1901+1458白矮星極度幸運,剛好在錢德拉塞卡極限內形成了這種緻密的最小白矮星天體(中子星要比白矮星更小,這是中子簡併態支撐的一種天體)
Ia型超新星爆發比較有意思,因為它是在吸積過程中達到錢德拉塞卡極限而爆發的,因為物質逐漸吸積,會超過電子簡併態支撐極限而繼續坍縮,但在這個過程中會點燃最後一次核聚變,而且此時已經處在簡併態,再也無法透過膨脹來活動熱平衡,因此會在超新星爆發中結束自己的一生,釋放出大約1–2×10^44 J的能量,所有物質都將飛散,原來恆星將會徹底消失(物質不會消失,會形成星雲)。
這顆ZTF J1901+1458由於其質量極度接近1.4,因此它的未來是否會爆炸形成Ia型超新星,這是完全有可能的,也許在未來,ZTF J1901+1458位置就將誕生一個Ia型超新星,注意了哦,這對地球可是有影響的!