白矮星「詐」

白矮星已經是太陽這類恆星死亡後的屍骨了，可宇宙中的這些屍骨為什麼還要爆炸？

一種超新星的魅力

宇宙中有一種超新星，它們數量比較多，可以說遍布宇宙中，但它們爆炸時發出的光強度都差不多。如果它們距離地球同樣遠，那麼它們爆炸發出的光，在地球看來，是一樣的亮。但是如果它們各自距離地球不同，那麼越近的，肯定看上去越亮。它們就像宇宙中的標準燭光或里程碑，標誌著宇宙空間與地球之間長短不同的距離。因為它們的亮度與其距離有密切關係，要想判斷它們距離地球有多遠，觀測一下它們的亮度就可以了。

因此，這種超新星在天文觀測上真的承擔起了里程計量的作用，天文學家要想知道一個星系距離地球有多遠，只要測量一下這個星系內的這種超新星有多亮就可以了。這就是著名的標準燭光Ia型超新星。

但是Ia型超新星為什麼會具有同樣的亮度呢？同樣的亮度意味著同樣多的物質發生爆炸，釋放能量，不同的星體，大小和質量往往不同，怎麼會湊巧都是同樣多的物質發生爆炸呢？如果有兩顆超新星碰巧亮度一樣還可以理解，成千上萬顆這種超新星卻能具有同樣的亮度，這就太令人納悶了。

進一步的分析，Ia型超新星發出的光中，能測出，大量的光是比較重的元素髮出的，例如碳、氧、鈣、鎳等元素髮出的。而如果是大個恆星死亡時的超新星爆發，發出的光，大多數還是來自氫、氦等元素。由此，可以推測，Ia型超新星好像是一顆拋棄了輕元素，以重元素為主的星體。再進一步的觀測，科學家終於發現了，這種超新星爆發原來是白矮星爆炸了！

白矮星怎麼會爆炸

隨之，另一個更令人困惑的問題來了，白矮星又為什麼會爆炸呢？白矮星不是中小恆星的屍骨嗎？既然已經是屍骨，就說明星體死亡了，幾乎沒有多少能量釋放了，那怎麼還會爆炸呢？

白矮星的來歷是這樣的：類似太陽或比太陽稍大的恆星老年的時候會變成一顆紅巨星，當紅巨星的外殼散去後，剩下的核心物質會塌縮成一顆密度很大的白矮星，白矮星通常都由碳和氧組成。一顆質量與太陽相當的白矮星，體積也就只有地球那麼大。我們的太陽最終的歸宿就是變成白矮星，之後，它可能就不會有什麼變化了，除非與別的星球發生了什麼「過節」，例如發生了碰撞。

如果宇宙中質量與太陽差不多的所有恆星都是「單親家庭」——一顆恆星帶領著多顆行星組成一個小星系。那麼它們最終的命運也都是變成白矮星，就不再有什麼變化了。確實是這樣的。

但是宇宙中，像太陽系這樣的「單親家庭」畢竟是少數，宇宙中大部分恆星都是兩個或多個組成的家庭，因此宇宙中的雙星系統算是多數。恆星一旦組成雙星，就相互之間有了「照應」，如果其中一顆要死了，它的伴侶還想讓它活下去，那麼將死的恆星身體——白矮星還會在死亡線上掙扎百萬年，最後以輝煌的爆發完全結束自己的一生。

白矮星接受伴侶營養

白矮星的伴侶如何讓它活下去呢？情況是這樣的。

兩顆恆星組成的家庭，往往一顆恆星較大，一顆恆星較小，較大的恆星老得快，先進入垂暮之年。如果大個的恆星是類似太陽這麼大的恆星的話，那麼它會通過紅巨星膨脹，外殼散去，變成一顆白矮星。之後，它由於損失了一部分質量和旋轉的能量，它與它的伴侶靠得會更近了。更強的引力會把來自伴侶的物質吸引過來，而且隨著伴侶的衰老和膨脹，又會給它拋來更多物質。就這樣，白矮星吸收的營養物質越來越多，自己的體重也在不斷增加，當快達到1.4倍太陽質量的時候，白矮星也會被自己的體重壓垮，在引力下發生塌縮，塌縮導致的高溫會點燃碳、氧等元素繼續發生核反應，變成重元素，釋放出的能量在幾秒內就可以讓其內部溫度上升到數十億度！

這麼大的能量導致白矮星迅速爆炸，物質被以上萬千米每秒的速度拋射出去，它的伴侶也因它這一頓爆發，被拋得遠遠的。它爆炸發出的光，亮度超過了太陽的50億倍！

在這裡，1.38倍的太陽質量是死亡星體的質量極限，幾乎所有的死亡星體，由於沒有核反應釋放的能量來抵消自身的引力，其質量一旦超過這個極限，就會發生塌縮，引發高溫，從而點燃進一步的核反應。這也許就是Ia型超新星為什麼亮度相同的原因了，因為所有爆炸的白矮星，質量必須都要達到1.38倍太陽質量，而一旦達到這個極限，白矮星很快就爆炸了，不會出現更大的質量。所以，所有的白矮星超新星爆發，其質量幾乎都是1.38倍太陽質量，當然其參與反應的物質也就相同了，釋放的能量和亮度也就比較一致了。這一切過程塑造了Ia型超新星這宇宙的標準燭光。

本文源自大科技〈科學之謎〉 雜誌文章 歡迎您關注大科技公眾號：hdkj1997

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！