最小、密度最大的白矮星被发现 大小与月球相当 比地球大 450000倍

　　一项新的研究发现，天文学家可能已经发现了有史以来最小、密度最大的白矮星，大小与我们的月球相当，但比地球大 450000 倍。

　　白矮星的大小通常与地球相当，是中等大小的恒星耗尽燃料并脱落外层后留下的冷而暗的死星核心。我们的太阳总有一天会变成白矮星，大约97%的恒星也会如此。

　　尽管太阳在没有恒星伙伴的太空中是单独存在的，但许多恒星还是成对地围绕彼此运行。如果这些双星的质量都小于太阳质量的八倍，随着时间的推移，它们都会演化成白矮星。

　　新发现的白矮星命名为 ZTF J1901+1458，距离地球约 130 光年，可能是白矮星对合并时可能发生的情况的一个例子。如果白矮星的质量更大，它们将在强大的热核爆炸中爆炸，称为 Ia型超新星。然而，如果它们的总质量低于某个阈值，它们可能会形成一个新的白矮星，比它的父母中的任何一个都重，科学家认为这就是在 ZTF J1901+1458 的情况下发生的情况。

　　“我们的发现是有史以来发现的最大和最小的白矮星。”该研究的主要作者、帕萨迪纳市加州理工学院的天体物理学家 Ilaria Caiazzo 告诉 Space.com。

　　这一发现是使用加利福尼亚帕洛玛天文台的兹威基瞬变设施完成的，该设施每两晚扫描整个北方天空，寻找闪烁、爆发、移动或类似亮度变化的宇宙天体。该研究的合著者、帕萨迪纳市加州理工学院的天体物理学家凯文·伯奇 （Kevin Burdge） 首次发现了这颗新的白矮星，因为它的质量大且自转快。

　　研究人员使用了大量望远镜来帮助分析这颗死亡恒星，它的年龄大约为 1 亿年或更短。其中包括 Palomar 的 Hale 望远镜、WM Keck 天文台的 Keck I 望远镜、欧洲盖亚空间天文台、夏威夷大学的 Pan-STARRS（全景巡天望远镜和快速反应系统）和 NASA 的Neil Gehrels Swift 天文台。

　　科学家们发现这颗白矮星宽约 2,670 英里（4,300 公里），比直径约 2,158 英里（3,474 公里）的月球大一点。ZTF J1901+1458 的微小尺寸使其成为已知最小的白矮星，超越了之前的记录保持者 RE J0317-853 和 WD 1832+089，它们的直径均约为 3,100 英里（5,000 公里）。

　　同时，新发现的白矮星质量约为太阳质量的 1.35 倍，这可能使其成为迄今发现的质量最大的白矮星。

　　“已知最大的白矮星也是发现的最小的白矮星，这可能有点违反直觉。”凯亚佐说。她补充说：“这是因为重力和其他因素导致白矮星质量越大，它们就越小。”

　　这颗白矮星的质量几乎低于人们预期的白矮星爆炸的质量。“这真的是极限了，”Caiazzo 说。“如果它稍微大一点，它就会爆炸。”

　　白矮星自转非常快，每七分钟完成一圈。研究人员说，当它的前身恒星螺旋合并合并时，ZTF J1901+1458 继承了它们的组合自旋。（已知旋转速度最快的白矮星，称为 EPIC 228939929，每 5.3 分钟旋转一次）。

　　白矮星的快速自转也有助于给它一个非常强大的磁场，比地球强十亿多倍。“所有这些特征——它的质量和自旋以及高磁场——都表明这颗白矮星与正常的白矮星不同。”Caiazzo 说。

　　由于这颗白矮星的质量如此之大，它有可能进一步坍缩，因为其核心内令人难以置信的压力迫使电子与原子核中的质子融合形成中子。“它甚至可能比月球还小。”Caiazzo 说：“可能缩小到大约 1,240 到 1,865 英里（2000 到 3000 公里）宽。”

　　Caiazzo 说：“如果这种收缩确实发生，在大约 1 亿到 2 亿年后的某个时候，白矮星可能会变得不稳定并作为热核 Ia 型超新星爆炸。另一种可能性是，如果捕获到足够多的电子，白矮星可能会坍缩形成一颗富含中子的死星，称为中子星。”

　　“中子星是一种密度极高的物体，质量与太阳相当，但只有一座城市的大小，因此比这颗白矮星还要极端。”凯亚佐说。

　　如果白矮星确实坍缩形成中子星，其核心内的原子融合在一起会释放出大量的热量，可能只需要几小时或几天。“整个白矮星会很快燃烧，”凯亚佐说。

　　Caiazzo解释说：“中子星通常被认为是在比我们的太阳质量大得多的恒星爆炸为超新星时形成的。”如果巨大的白矮星也可以坍缩成为中子星，那么大量的中子星可能会以这种方式出现。然而，如果白矮星的核心冻结成结晶固体的速度比收缩的速度快，这种坍缩可能不会发生。

　　“我们不知道这样的崩溃是否会发生，如果真的发生了，可能会发生什么结果？”Caiazzo 说。“但如果白矮星可以产生中子星，这可能是形成中子星的一种非常常见的方式。”

　　未来，科学家们希望利用兹威基瞬态设施找到更多像这样的白矮星，并对白矮星进行整体分析。

　　“有很多问题需要解决，比如银河系中白矮星合并的速度是多少，是否足以解释 Ia 型超新星的数量？” Caiazzo在一份声明中说。“在这些强大的事件中，磁场是如何产生的，为什么白矮星的磁场强度会有如此大的差异？找到大量由合并产生的白矮星将有助于我们回答所有这些问题以及更多问题。”