从恒星的化学成分到原始形态，白矮星碰撞可产生新的恒星？
<div class="article-content"><div><p><strong>作者：石兰（抄袭必究）</strong></p><p>科学家们一直忙于寻找可供生命存活的类地行星，而白矮星这样处于垂死阶段的恒星便很可能是最佳探索地点。或许你有所不知，在我们的银河系中，大约有90%的恒星都以白矮星的形式存在，而这些处于“老年”阶段的恒星，却可能蕴藏着银河系中其他星球系统潜在的重要信息。然而，白矮星本身也不尽相同，并不是所有白矮星都会在生命的末期发生爆炸，也并不一定是因为其达到了临界质量而引发了爆炸。当两颗白矮星发生碰撞，便很可能意味着一颗新的恒星诞生，我们应该如何从某些恒星的化学成分，分析该白矮星的原始形态？</p><div class="pgc-img"><p class="pgc-img-caption"></p></div><h1>白矮星可能会因各种原因而爆炸</h1><p>当恒星进化到生命的末期，像太阳这样的星球大多数都会变为密集、昏暗的白矮星，此时它们的质量都被包裹在一个地球一般大小的空间里。而白矮星生命的结束方式却不尽相同，其中一部分会安静地死去，而另一部分则会发生la型超新星爆炸，这些超新星成为了科学家们的宇宙标记方式之一，比如，它们被用于证明宇宙正处于加速扩张的状态。研究人员在经过长时期的白矮星“化石”研究之后发现，那些宇宙早期中存在的白矮星爆炸，通常是发生在质量较低的时候。</p><p>早在20世纪初期的时候，天体物理学家Subrahmanyan Chandrasekhar便提出了Chandrasekhar质量，大意为：若一颗白矮星的质量超过了太阳的1.4倍，那么就意味着它必然会在la型超新星中爆炸，但却无法解释那些低于1.4倍太阳质量的白矮星为何会发生爆炸。截至目前，科学家们还不是很清楚，为什么一些白矮星不会发生爆炸，而另一些白矮星则会出现剧烈的爆炸现象。从时间上来说，研究la型超新星是一个比较敏感的过程，因为只需要几个月的时间，它们便会逐渐消失在黑暗之中。</p><div class="pgc-img"><p class="pgc-img-caption"></p></div><h1>从恒星的化学成分到原始形态</h1><p>通过对某些恒星的一些化学成分进行分析，科学家们能够了解到其原始白矮星的重要线索，即使这些恒星早已因为爆炸而褪色。科学家们使用一种被称为星系考古学的技术，可以寻找其他恒星长期爆炸的化学特征过程，具体而言，这项技术可以更好的研究那些长期消失的超新星和产生它们的白矮星。在la型的超新星爆炸中，白矮星会破坏该环境中的其他元素，而这些元素只能在镍和铁这样的爆炸元素中诞生。简而言之，当一颗爆炸的白矮星质量越大，那么超新星中所形成的重元素会相对更多。后来，该区域新形成的恒星中都包含了这些元素，就像我们现在看到的化石能够提供早已不复存在的动物线索一样，这些恒星中镍的含量，同样反映了它们的前辈在爆炸之前会拥有多大的质量。</p><p>科学家们首先研究了一些相对更加古老的星系，它们都是在宇宙生命前十亿年中就已经形成恒星的星系，并且，它们都具有一个共同的特性，那就是位于这些古老星系中的大多数恒星，其中镍的含量都比较低，这些信息揭示了它们从爆炸的白矮星获取的镍含量较少，它们的前辈白矮星质量大概只有太阳一般大小，低于所谓的钱德拉塞卡质量。而通过最近形成的星系观察却发现，随着时间从大爆炸推移到现在，白矮星爆发已经集中在更高的质量范围内。也就是说，低质量的白矮星爆炸仅发生在宇宙的早期，而不是宇宙生命的后期，而这些爆炸本身就是测量宇宙的重要工具。</p><div class="pgc-img"><p class="pgc-img-caption"></p></div><p>但不管它们怎么爆炸，大多数la型超新星的亮度和褪色之间都会保持着良好的特征关系。</p><p>科学家们也将“标准化蜡烛”用于形容la型超新星，若将其简单的释义，我们可以理解为：当你看向远处的蜡烛，距离越远看上去会愈加昏暗，若你知道其近距离的时候应该具有怎样的亮度，那么我们就可以根据这样的亮度差异计算出两者之间的距离。在计算宇宙的膨胀率方面，la型超新星具有与众不同的优势，科学家们在宇宙学中的使用也特别频繁。所以，研究的重点在于了解它们的来源，以及产生这些爆炸的白矮星是什么样子。而在之后的探索中，科学家们需要进一步研究镍以外的元素，特别是锰元素这种对超新星质量特别敏感的物质。</p><h1>两颗白矮星碰撞可产生新的恒星</h1><p>变成白矮星的恒星由昏暗褪色的核心构成，其本身已经没有了核聚变的能力，在它们生命的末期，除了爆炸和安静死亡以外，两颗白矮星所组成的二元系统在碰撞之后，还可能会产生一颗新的恒星。在之前的研究中，更多的是成对的白矮星相互旋转，这些已经度过了漫长生命的恒星在发生合并的时候，便会得到“重生”、并享受第二次生命。比如，距离鲸鱼星座大约7800光年远、被命名为SDSS J010657.39-100003.3的二元系统，其中一颗可见白矮星大约为太阳质量的17%，而另一颗看不见的白矮星则为太阳质量的43%左右。</p><div class="pgc-img"><p class="pgc-img-caption"></p></div><p>这两颗白矮星以每小时160万公里的速度旋转，大约39分钟的时间便可以完成一次轨道运行，这也是迄今为止科学家们发现的该系统内最快的旋转速度。由于这两颗白矮星的相对距离较近，以至于破坏了周围的时空结构，并在产生涟漪的同时带走了能量，大约在3700万年的时间内，它们会因为更紧密的结合而发生碰撞。两个白矮星的合并虽然可能导致超新星爆炸，但如果它们的合并质量并没有超过了太阳的1.4倍，那么这个新的二元系统则无法在碰撞之后进入超新星，反而迫使这些合并残余物中氦原子的融合。而通过这种核聚变的恢复，变得像一颗像普通恒星一样闪耀，在最终降温之后，一颗新的白矮星将会出现在我们的眼前，而银河系中这样的特殊系统应该并不止一个。</p></div></div>
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