科学家发现了一颗不可思议且“不可能”的白矮星。这个发现说明白矮星比人们想象的要普遍,或者说奇怪的事情正在发生。
白矮星是像我们太阳这样的恒星留下的核心。当这些恒星耗尽燃料时,它们会剥离外层,留下一个已经冷却了数十亿年的核心。白矮星的质量是基于原恒星的质量,这反过来又反映了它的年龄。
这些关系意味着研究人员可以用白矮星的质量来计算它的年龄。在过去的十年里,天文学家已经发现了大约100颗质量极低的白矮星,它们似乎比有着148亿年历史的宇宙还要古老。
到目前为止,天文学家已经解决了这个问题,指出几乎所有这些天体都与一颗伴星一起出现,该伴星可能吸收了白矮星的部分质量,使其看起来比实际年龄要老。
在一项新的研究中,科学家发现了一颗质量极低的白矮星。它确实有一颗伴星,但这颗星离得足够远,可以偷走白矮星的质量。由于科学家使用的仪器发现这样一对白矮星的概率非常低,这一发现可能意味着“不可能的”白矮星比以前想象的要普遍得多。这一发现表明,我们目前对低质量白矮星的形成和双星之间的相互作用的认识有所缺失。
白矮星之谜
研究人员使用了美国宇航局著名的行星探测器开普勒空望远镜收集的数据。科学家们在开普勒九年任务期间收集的数据中发现了成千上万颗行星和外行星候选物。该仪器通过恒星亮度有节奏的下降来定位行星。黑暗是由行星在恒星和开普勒之间滑动造成的,称为凌日。
但是,如果其中一颗恒星的密度足够大,就像白矮星一样,它可以在从前方经过时弯曲它的伴星的光线,就像透镜放大密度较小的恒星的表面一样。这种现象在双星中发生时称为自微透镜,会产生亮度脉冲。
人们预测透镜系统已经有一段时间了,但是直到开普勒可以同时研究成千上万个恒星系统,科学家们才找到这样一对。第一个这样的系统是在2014年发现的,从那以后,又发现了四个这样的系统,包括KIC 8145411。
但真正令人惊讶的是,研究人员将夏威夷的斯巴鲁望远镜和亚利桑那州弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台的1.5米望远镜转向了这个新发现的系统。
他们的后续观测表明,白矮星的质量大约是太阳的五分之一,属于极低质量的白矮星。但令科学家惊讶的是,伴星的轨道离白矮星太远,无法带走它的质量。科学家们得出结论,白矮星如此低的表观年龄一定是由其他原因引起的。
伟大的转折点
他们补充说,白矮星有可能根本不是白矮星。科学家只能确定物体的质量,而且相对较小,所以团队没有确切的尺度估计。这种不确定性意味着透镜状恒星的物体实际上可能是密度更大的黑洞或中子星,它们在空的更小空间内具有相同的质量。然而,有两种观点反对这个小物体更奇特的起源。
第一,白矮星比黑洞或中子星普遍得多,这使得它们更有可能成为神秘的伴星。也许更麻烦的是,天体物理学家对这样一颗低质量中子星或黑洞是如何形成的没有很好的解释。
如果在KIC 8145411的轨道上有一颗白矮星,这可能会促使天文学家重新审视我们的理论:白矮星是如何形成的,它们是如何与伴星相互作用的。
单颗恒星的演化无法解释如此低质量的白矮星,因此认为与邻近双星的相互作用起着重要作用。然而,这个二元相互作用的场景仍然不能解释KIC 8145411系统的观测轨道,因为轨道没有这个场景要求的那么近。所以这个理论的某些部分需要修正。
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