倖存的白矮星

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倖存的白矮星

一則最近的研究發現一種特殊的白矮星有可能是Ia型超新星爆發失敗的產物。

Ia型超新星值得被研究的地方除了有它在爆發時比太陽還亮五十億倍之外，還有它們的爆發時的固有光度總是一樣的。這意味著它們可以被天文學家用作散布在宇宙中的標準燭光，用於測量天體的距離。一旦在遙遠的星系中發現Ia型超新星，科學家可以通過測量它們的視亮度，來判定這個星系離我們的距離。

Ia型超新星的固有光度如此穩定的原因是它們都是因為白矮星從它們的伴星那裡奪走了太多的物質而形成的。當白矮星質量達到1.44倍太陽質量時（錢德拉塞卡極限），它強大的內部壓力會引起一系列核反應令他摧毀自身。

然而研究發現，Ia型超新星也有可能不像這樣發展，爆炸不能完全摧毀白矮星，超新星爆發時也不會那麼明亮。

天文學家把這種爆發失敗的超新星歸類到名為Iax型的亞級分類中，現在已經有53顆Iax型超新星被記錄在案，它們有較Ia型超新星更低的亮度、更低的噴射速度和更多變的性質。

在8月18日發表在科學雜誌上的一篇文章中談到一顆被命名為LP 40-365的天體可能是一顆白矮星在經歷了一次Iax型超新星爆發後的遺迹。

白矮星持續向伴星吸取物質，直到達到錢德拉塞卡極限引發超新星爆炸。

Credit: NASA/JPL-Caltech

LP 40-365是一顆迷你超新星：科學家估計它只有0.14倍太陽質量，尺寸僅為太陽大小的8%，即地球大小的8又1/2倍。光譜分析表明其表面沒有氫、氦、碳元素存在。這或許跟亞型超新星爆發時拋射出白矮星外圍剩餘的氫氦元素有關。碳元素可能轉化為更重的元素，或者沉入白矮星的核中。

這種局部毀滅後的恆星「屍體」也正在以比銀河系逃逸速度更快的速度運行，這可能是因為爆炸給了恆星一個強大的推力。

文章的主要作者，捷克科學院的史蒂芬·維恩(Stephane Vennes)說：「雖然其他方法也能使一顆恆星達到極高的速度，例如經過星系中心，或者之前處在一個不穩定的三星系統中，但是它們都無法解釋天體表面的奇怪特性。因為要剝除一顆緻密的白矮星的氣體外層是非常難的，除非投入巨大的能量。而一顆白矮星的熱核反應爆炸正好可以提供這些能量。」

加州大學聖克魯茲分校的萊恩·佛利(Ryan Foley)是一名對Iax型超新星很熟悉但並沒有參與這項研究的天文學家，他也對天體表面缺少碳元素感到很困惑。但他認為新的發現與Iax型超新星爆發的情況是一致的，即爆發不會像Ia型超新星爆發那樣激烈。他說：「我們認為，至少在某些情況下，白矮星不會因為爆發而完全毀滅，取而代之的是一顆被引力牽制，被摧殘並且傷痕纍纍的天體，我們稱它為『殭屍星』，因為實際上完整的白矮星已經在爆發中『死』了，但卻以這種形式繼續存活了下去。」

根據佛利的推測，銀河系中可能有大量這樣的殭屍星，並且以每300到1000年形成一顆的速率持續生成。「如果LP 40-365是一顆殭屍星，」佛利說，「這可以幫助我們了解更多宇宙中這類新型天體的信息。」