恒星耗尽燃料进行融合后,暴露在外的核心形成白矮星

良辰美景奈何天 2021-12-05 19:13:44

白矮星是像太阳这样的恒星耗尽燃料进行融合后暴露在外的核心,这颗恒星膨胀成一颗红巨星,在数亿年的时间里抛出它的外层,并留下死核。它大约有一半的太阳质量被压缩成一个地球大小的球,它的密度可以非常大,一立方厘米的质量可以达到一千吨,并且可能非常热。如果有一个次要物体,像恒星或行星这样的伴星,白矮星的强烈引力,可以从那个伴星上拉下物质并窃取它。

白矮星在大天空区域多重观测中首次被视为一个有趣的物体,这颗恒星在快速的时间尺度上变亮和变暗,表明它就是我们所说的灾难变星,一颗从伴星身上吸取物质的白矮星。这种物质流并不总是稳定的,并且可以以极高的速度撞击白矮星,产生巨大的能量耀斑。

白矮星的整体亮度在令人难以置信的精确定期时间表上发生变化,这当然是白矮星正在吞噬的伴星的轨道周期,这反过来意味着它非常接近白矮星。该系统还显示出以极高速度甩出氢气的迹象,最高每小时一千万公里。

除非拥有非常强大的磁场,否则白矮星很难做到这一点,这可以聚焦进入的物质流并加速它,使其远离恒星。像这样的磁场部分,由白矮星的自旋提供动力,而要获得如此强大的磁场,恒星必须以极快的速度自转。

因此,天文学家发现它在快速的时间尺度上变亮和变暗,这肯定是由于表面上的热点旋转进出视野。这是意料之中的,但它的速度令人震惊,它每 24.93 秒旋转一次,每分钟两次以上。请注意,这是一个质量为数十亿吨,宽度超过 10,000 公里的物体,那转速太惊人了,在它的赤道上,速度接近 500 万公里每小时。

怎么会转的这么快?很可能是从伴星落下的物质将它旋转起来,就像用勺子搅拌咖啡一样。起初,这种物质猛烈撞击白矮星的赤道,使其旋转起来。这加强了它的磁场,它现在非常强大,它将物质引导到白矮星的两极,就像地球磁场将太阳风引导到两极,并产生北极光和南极光一样。

所有这些能量都由恒星的自转提供动力,因此,它会随着时间的推移而减慢。最终它可能会旋转得足够低,以至于它的磁场会减弱,而且它不会把物质扔掉。然而,随着白矮星的消耗,同伴正在失去质量,所以这是一场比赛。

​所以,我们还要看看宇宙的另一个白矮星,这颗恒星的温度约为 200,000°C,使其成为已知的最热恒星之一。X 射线在大约 4.7 小时的时间尺度上变亮和变暗,因此它也有非常靠近它的物体。事实上如此接近以至于它不可能是像太阳这样的普通恒星,那太大了。所以它要么是质量极低的红矮星,要么是棕矮星,要么是气态巨行星。我们知道,许多恒星都有与木星质量相当的行星,在非常靠近它们的轨道上运行,当恒星变成红巨星时,它可以吞没这颗行星,这颗行星向核心下降,并使恒星旋转起来。当外层被抛出时,会留下一个非常靠近白矮星的气态巨行星。                  

无论同伴是什么,白矮星都在撕碎它并吃掉它。如果它是一颗行星,它可能会在几百万年内被白矮星完全摧毁。我们以前见过白矮星周围的气态巨行星,以及来自主恒星已经摧毁的行星的碎片。

这个精确的命运将同样应用于我们的太阳,它将在大约 70 亿年后变成一颗白矮星。行星太远了,它无法开始吸收它们的物质,尽管在这个过程中它会吃掉水星、金星和地球。但对于许多其他星来说,这样的命运是意料之中的。

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