##
白矮星是类似太阳的恒星在耗尽核燃料并抛掉外层后留下的小型、密度极高的残余物。这些恒星核心的体积大约和地球相当，却能拥有与太阳相当的质量。图片来源：Shutterstock
新模拟研究表明，强大的内部磁场可能使某些白矮星的质量远超长期存在的恒星质量极限。
新研究表明，一些白矮星——这些已故恒星的极其致密的残骸——可能会远超天体物理学中预测的基本极限。计算机模拟显示，强大的内部磁场可能使这些天体的质量达到太阳的约2.4倍，远超传统极限的约1.4倍太阳质量。
这些发现发表于《天体物理学杂志快报》，为异常明亮的恒星爆炸现象提供了一种可能的解释，也可能对天文学家测量宇宙膨胀的方式产生影响。同时，它们还展示了这些异常大质量恒星可能形成的潜在演化路径。
磁场所能突破恒星质量极限
白矮星形成于恒星耗尽其核燃料并失去外层后，留下一个通常与地球大小相近的致密核心。尽管体积小巧，这些残余物可能仍包含太阳质量的相当大一部分。对于没有强磁场或快速自转的白矮星，其最大稳定质量约为1.4个太阳质量，这一临界值被称为钱德拉塞卡极限。
印度科学研究所（IISc）物理系的研究人员及其合作者发现，强磁场可以改变这一限制。当白矮星从伴星吸积物质时，其质量的增加会导致其变得更加致密并收缩。这种压缩会增强其内部磁场，产生额外的压力，有助于抵消重力，使恒星能够支撑比传统模型预测更多的质量。
BanibrataMukhopadhyay（左）和ZeniaZuraiq（右）图片作者MrigankaDutta超新星图像NASACXCU.TexasS.Post等人；红外线：2MASSUMassIPACCaltechNASANSF
模拟结果还表明，磁场可以改变白矮星质量与半径之间的关系。这种效应可能有助于解释某些低质量白矮星看起来比预期更大的观测现象。
模拟异常大质量白矮星的演化过程
在一次模拟中，一颗初始质量为太阳八倍的恒星产生了质量约为1.02太阳质量的碳氧白矮星。当残骸以每年10^9太阳质量的速度获得物质时，其磁场增强到足以支持模拟设定的质量极限约为2.4太阳质量。在无磁效应的类似条件下，质量极限保持在约1.4太阳质量附近。
关键问题并不在于超钱德拉塞卡白矮星是否可能，而在于恒星是否真的能够演化成这种天体，该研究的第一作者、物理学系博士生泽尼亚祖莱克说。我们的模拟使我们能够追踪从主序星到白矮星的演化路径，并表明在特定条件下，这样的演化路径是可能的。
一项长期存在的理论获得模拟支持
白矮星超过钱德拉塞卡极限的可能性已长期被理论研究探讨。天文学家还观测到异常明亮的Ia型超新星，这引发了某些超新星可能源自远超预期质量的白矮星的猜测。先前的研究推测其前身星质量及可能的上限接近太阳质量的2.8倍。
这项新研究建立在一项持续了十多年的研究调查之上。这个想法始于多年前，当时一位暑期学生来到我这里，我随意地给他一个问题：检查磁场所能否突破钱德拉塞卡极限。解释道，BanibrataMukhopadhyay教授是物理系的教授，也是发表在《天体物理学杂志快报》上的研究论文的通讯作者。
不同于研究异常大质量白矮星是否能保持稳定的计算，新的模拟研究关注此类残骸可能形成的过程。研究结果支持磁支撑白矮星的理论可能性，但并未确定这类天体在自然界中的普遍性。
测量宇宙膨胀的潜在影响
Ia型超新星可能发生于碳氧白矮星经历失控的热核燃烧时。当白矮星接近钱德拉塞卡极限时，其内部条件可能变得极端，足以点燃碳并可能引发灾难性爆炸。
天文学家利用Ia型超新星作为标准烛光，以估算宇宙中的距离。尽管它们的固有亮度存在差异，但它们的亮度与光变曲线之间的关系使科学家能够校准这些爆炸。这类测量在理解宇宙膨胀方面发挥了核心作用。
如果一些Ia型超新星起源于异常大质量且强磁化的白矮星，其前身天体的差异可能影响爆炸的特性及亮度。理解这些效应可能帮助天文学家解释异常明亮的超新星，并改进用于宇宙距离测量的物理模型。
相关知识（天文术语）
死星是《星球大战》系列电影中的虚构超级武器，由银河帝国建造，拥有摧毁整个行星的能力。其核心反应堆可释放强大能量，是帝国统治银河系的重要象征。死星的设定展现了科幻作品中对科技力量与权力控制的探讨，常被用作影视、游戏等文化作品中的经典元素。
BY: Indian Institute of Science (IISc)
FY: AI
如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
