天文学家发现罕见的白矮星脉冲星J1912-4410

天文学家发现罕见的白矮星脉冲星J1912-4410白矮星脉冲星的艺术印象。在这个双星系统中，一颗快速旋转的白矮星（右）将电子加速到接近光速。这些高能粒子产生的辐射爆发撞击伴生的红矮星（左），导致整个系统从射电到X射线范围内的脉动。资料来源：M.Garlick/华威大学/ESO这颗新的白矮星脉冲星是由一颗白矮星和一颗红矮星组成的极度接近的双星系统，加在一起可以装进太阳内部，是已知的第二颗同类脉冲星。白矮星是密度极高的恒星残骸，其质量与太阳相当，但体积却只有地球那么小。它们是在低质量恒星燃尽所有燃料、失去外层、内部强烈收缩时形成的。它们也被称为"恒星化石"，可以让人们了解恒星演化的各个方面。另一方面，脉冲星早在20世纪60年代就已为人所知，目前已发现3000多颗。它们是快速旋转的强磁中子星，带电粒子被超强电场从表面撕裂，然后被加速到接近光速。因此，它们会发出从射电到X射线甚至伽马射线范围的辐射，即光。由于恒星的快速旋转，短脉冲辐射会到达地球，这就是它们被称为脉冲星的原因。令科学界大吃一惊的是，2016年人们首次在一颗白矮星上观测到了脉冲星现象。令人惊讶的是，在这颗名为ARScorpii的恒星上，既没有极快的旋转，也没有真正脉冲星的强电场。这颗白矮星是在一个非常接近的双星系统中发现的，它的近邻--一颗类似太阳的红矮星--通过向它的磁场注入粒子来为它提供能量。这就从外部点燃了脉冲星现象，并像频闪镜一样照射着红伴星，使整个系统每隔一段时间就会急剧变亮或变暗。这两颗恒星--白矮星和红矮星--靠得如此之近，以至于可以塞进我们的太阳。探索磁场和“发电机模型”决定性因素是强磁场的存在，然而天体物理学家并不知道其原因。解释强磁场的一个关键理论是"发电机模型"，它认为白矮星的内核中有发电机，就像地球一样，只是比地球强得多。但为了验证这一理论，研究人员必须寻找其他白矮星脉冲星，以确定他们的预测是否正确。在同时发表于《自然-天文学》（NatureAstronomy）和《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）的两篇新研究中，一个有美国国家天文学研究所（AIP）参与的国际研究小组描述了新发现的白矮脉冲星J1912-4410（eRASSUJ191213.9-441044）。它距离地球773光年，每5分钟自转一圈，比我们的地球快300倍。白矮星脉冲星的大小与地球相似，但质量至少与太阳相当。这意味着一茶匙白矮星的重量约为15吨。白矮星的生命开始于极高的温度，然后经过数十亿年的冷却。J1912-4410的低温表明它已经非常古老了。这项研究证实，正如早期模型所预测的那样，有更多的白矮星脉冲星。J1912-4410的发现还证实了动力模型的其他预测。由于白矮星的年龄很大，脉冲星系统中的白矮星应该很冷。它们的伴星应该足够近，以至于白矮星过去的引力足以从伴星中提取质量，导致它们快速旋转。对于新发现的脉冲星来说，所有这些假设都成立：白矮星的温度低于13000开尔文，旋转频率很高，约为5分钟，而且白矮星的引力对伴星有很强的影响。合作研究与未来影响一个研究小组利用盖亚和WISE的数据寻找候选天体，重点是那些与天蝎座AR性质相似的天体。在观测了几十个候选天体后，他们发现了一个光变非常相似的天体。用其他望远镜进行的后续观测发现，这个系统大约每五分钟就会向地球发送一次射电和X射线信号。另一个研究小组利用Spectrum-X-Gamma卫星上的eROSITAX射线望远镜的数据，发现了近距离的白矮星/红矮星对。这两个小组联合起来进一步研究他们的新发现。"我们很高兴能在SRG/eROSITA进行的X射线巡天中发现这个天体，"AIPX射线天文学组组长、发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）上的这项研究的第一作者AxelSchwope博士指出。"利用欧空局的XMM-Newton卫星进行的跟踪观测显示了高能X射线区域的脉冲，这是将该天体确定为白矮星脉冲星所缺少的最后一个证据。这证实了这个新天体的不寻常性，并将白矮星脉冲星确定为一个新的类别，尽管目前只有两个成员"。华威大学物理系的IngridPelisoli博士是《自然-天文学》研究报告的第一作者，她补充说："磁场的起源是天文学许多领域的一大未决问题，对于白矮星来说尤其如此。白矮星的磁场可能比太阳的磁场强一百万倍以上，而动力模型有助于解释其中的原因。J1912-4410的发现为这一领域的研究迈出了关键的一步"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1405191.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1405191.htm

天文学家刚刚发现了我们银河系中最稀有的白矮星脉冲星

天文学家刚刚发现了我们银河系中最稀有的白矮星脉冲星这颗新发现的白色脉冲星距离地球仅773光年，最近由一群与英国华威大学合作的天文学家和天体物理学家发现。除了让我们再次看到这些罕见的恒星之外，这一发现还有助于突出和证实白矮星的磁场是由内部动力装置产生的。这一过程类似于地球的液态核心如何产生环绕我们星球的磁场，然而，白矮星脉冲星产生的磁场要强大得多。"白矮星的磁场可以比太阳的磁场强100多万倍。"来自华威大学的天体物理学家IngridPelisoli在一份声明中解释说："J1912-4410的发现为这一领域的发展提供了关键的一步。关于这个新发现的研究报告也发表在《自然-天文学》上。目前还没有人对J1912-4410进行解读。传统上，脉冲星是死星，我们更常称之为中子星。然而，这些白色脉冲星实际上是被称为白矮星的死亡恒星的残余物。这里的区别是，中子星通常是大质量恒星的遗留物，其质量是我们太阳的8到30倍。白矮星通常是质量低于或不超过我们太阳8倍的恒星的残余物。因此，它们比你的普通脉冲星要小一些。这个新发现证实了有更多的白矮星脉冲星存在，科学家在发现ARScorpii后已经预测到了这一点。考虑到科学家已经发现了一些有史以来最强大的脉冲星，继续发现关于这些有趣的恒星残余物的更多数据是很有价值的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367137.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367137.htm

地球附近的白矮星周围发现100亿年前的类地行星遗迹

地球附近的白矮星周围发现100亿年前的类地行星遗迹当大多数恒星，包括我们的太阳用完了可以燃烧的氢，它们就会膨胀成红巨星，然后最终脱落外层，留下一个密集的核心，被称为白矮星。任何可能围绕原恒星运行的行星都很难在这一过程中存活下来，它们的残余物可以被检测到落入并"污染"白矮星。在一项新的研究中，天文学家检查了两颗奇怪的白矮星的数据，包括一颗异常蓝色的白矮星和另一颗比大多数白矮星更暗和更红的白矮星。研究这些恒星的光线可以揭示它们的年龄，以及它们的大气层中燃烧着什么元素，进而可以揭示它们曾经承载的行星的构成和类型。被称为WDJ1922+0233的蓝色白矮星被发现形成于大约90亿年前，这意味着它的行星在那之前就存在并面临着它们的启示。这颗恒星的光线显示，行星碎片的成分类似于地球的大陆地壳。这颗较红的白矮星被称为WDJ2147-4035，离我们只有90光年，被发现有大约107亿年的历史，大约在102亿年前成为一颗白矮星。它的光分析显示，它的行星碎片中含有奇怪的元素组合，包括钠、锂和钾。它也是迄今为止探测到的最冷的白矮星，其表面温度仅为2777℃（5030°F）。这项研究的主要作者AbbigailElms说："红巨星WDJ2147-4035是一个谜，因为吸积的行星碎片非常富含锂和钾，与我们太阳系中已知的任何东西都不同。这是一颗非常有趣的白矮星，因为它较低的表面温度，污染它的金属，它的老龄化，以及它具有磁性的事实，使得它非常罕见。"该团队说，这是我们银河系中已知的围绕白矮星的最古老的行星系统。作为参考，这两颗白矮星的年龄都是我们自己太阳系的两倍以上。这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332103.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332103.htm

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密尽管这些恒星残骸非常普遍，但其化学构成多年来一直是天文学家的一个难题。在这些紧凑的天体中，许多天体的表面都存在重金属元素，如硅、镁和钙，这一令人费解的发现打破了我们对恒星行为的预期。"我们知道，如果这些重金属存在于白矮星的表面，那么白矮星的密度足够大，这些重金属应该会很快沉向核心，"JILA研究生秋叶达也解释说。"所以，你不应该在白矮星表面看到任何金属，除非白矮星正在主动吃掉什么东西。"虽然白矮星可以吞噬附近的各种天体，如彗星或小行星（被称为planetesimals），但这一过程的复杂性仍有待充分探索。不过，这种行为可能是揭开白矮星金属成分之谜的关键，有可能带来有关白矮星动力学的激动人心的启示。围绕白矮星运行的小行星轨道最初，每颗行星都有一个圆形的顺行轨道。踢脚形成一个偏心碎片盘，其中有顺行轨道（蓝色）和逆行轨道（橙色）。资料来源：StevenBurrows/MadiganGroup/JILA在《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysicalJournalLetters）上发表的一篇新论文中，秋叶与JILA研究员、科罗拉多大学博尔德分校天体物理与行星科学教授安-玛丽-马迪根（Ann-MarieMadigan）和本科生塞拉-麦金太尔（SelahMcIntyre）一起，认为他们找到了这些恒星僵尸吞噬附近行星的原因。研究人员利用计算机模拟了白矮星在形成过程中因非对称质量损失而受到的"产婆踢"（已被观测到），从而改变了白矮星的运动和周围物质的动态。在80%的测试运行中，研究人员观察到，从踢脚开始，白矮星30至240AU范围内（相当于太阳与海王星的距离及以上）的彗星和小行星的轨道变得拉长和排列整齐。此外，在随后被吃掉的行星小行星中，约有40%来自逆向旋转（逆行）轨道。研究人员还扩大了模拟范围，研究了白矮星在一亿年后的动态变化。他们发现，白矮星附近的类星体仍然具有拉长的轨道，并作为一个连贯的单元运动，这是以前从未见过的结果。"这是我认为我们理论的独特之处：我们可以解释为什么吸积事件如此持久，"马迪根说。"虽然其他机制可以解释最初的吸积事件，但我们用踢脚模拟的结果表明，为什么数亿年后吸积事件仍然会发生。"这些结果解释了为什么重金属会出现在白矮星的表面，因为白矮星会不断吞噬其路径上的较小天体。马迪根在JILA的研究小组主要研究引力动力学，因此研究白矮星周围的引力似乎是一个自然而然的研究重点。"模拟可以帮助我们了解不同天体的动态，"秋叶说。"因此，在这个模拟中，我们把一堆小行星和彗星扔到大得多的白矮星周围，看看模拟是如何演变的，以及白矮星吃掉了哪些小行星和彗星。"研究人员希望在未来的项目中将他们的模拟扩展到更大的规模，研究白矮星如何与更大的行星相互作用。正如秋叶所阐述的："其他研究表明，小行星和彗星这些小天体可能不是白矮星表面金属污染的唯一来源。因此，白矮星可能会吃掉更大的东西，比如行星。"这些新发现进一步揭示了有关白矮星形成的更多信息，这对于了解太阳系如何在数百万年中发生变化非常重要。它们还有助于揭示太阳系的起源和未来演化，揭示更多有关化学的知识。马迪根说："宇宙中绝大多数行星最终都会围绕白矮星运行。这些系统中可能有50%会被恒星吞噬，包括我们自己的太阳系。现在，我们有了一种机制来解释为什么会发生这种情况。行星碎片可以让我们深入了解太阳系以外的其他太阳系和行星构成。白矮星不仅仅是一个了解过去的透镜。它们也是洞察未来的透镜。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429877.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429877.htm

研究人员发现有些白矮星数十亿年来持续发光的原因

研究人员发现有些白矮星数十亿年来持续发光的原因研究人员发现了一些白矮星数十亿年来一直发光的原因：这是一个核心过程，在这个过程中，较轻的晶体上升，密度较大的液体下沉，从而平衡能量并保持表面亮度。西蒙-布劳因（SimonBlouin）与华威大学和新泽西州普林斯顿高等研究所的合著者共同进行的最新研究揭示，在这些行为怪异的恒星内核中，密度较低的晶体形成并上浮，而密度较高且含有重杂质的液体则下沉。这种固液蒸馏过程中断了数十亿年的冷却，解释了所观测到的延迟白矮星异常群体的所有特性。恒星生命周期与白矮星冷却恒星的生命周期始于气体星云，在那里，引力开始把物质拉到一起，直到物质聚集到一定数量，新太阳的内核开始把氢核熔合在一起，并向宇宙发出光。最终，大多数恒星都会耗尽核燃料，脱去外层进入行星状星云，最后变成地球大小的白矮星，不再进行核聚变。由于没有核聚变的燃料源，人们预计这些恒星在剩下的时间里只会冷却。这些关于冷却的假设为白矮星年龄的估算提供了依据，进而影响了我们对银河系形成的理解。由欧洲航天局（ESA）运营的盖亚（Gaia）从地球轨道对天空进行观测，绘制出最大、最精确的银河系三维地图。这张图片显示的是盖亚根据对近17亿颗恒星的测量结果绘制的银河系全天空视图。图片来源：ESA/Gaia/DPAC,CCBY-SA3.0IGO盖亚卫星观测和研究成果白矮星冷却的预期与欧洲航天局盖亚卫星的观测数据相冲突，盖亚卫星在2019年的观测数据显示，白矮星群体在超过80亿年的时间里显然能够停止冷却，这几乎是地球年龄的两倍，也是宇宙大爆炸以来年龄的一半以上。布劳因和他的合作者的发现解释了白矮星持久发光的原因--"蒸馏过程"（轻晶体形成并上浮，而密度较大的液体下沉）导致引力能量的释放。这一过程输出的能量几乎完全平衡了白矮星向太空辐射的能量，使其表面光度和温度基本保持不变。"展望未来，"布劳因解释说，"在利用白矮星作为宇宙时钟来测量恒星年龄时，将这一机制考虑在内将非常重要"。西蒙-布劳因的贡献西蒙-布劳因（SimonBlouin）是加拿大理论天体物理研究所（CITA）的国家研究员，在维多利亚大学师从福尔克-赫尔维格（FalkHerwig）教授。布劳因于2019年在蒙特利尔大学获得物理学博士学位，之后在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和维多利亚大学完成博士后研究。他的工作采用多种模拟技术来改进白矮星模型。这提高了物理学家和天文学家利用这些恒星作为精确宇宙时钟的能力，有助于推断银河系恒星形成的历史。布劳因及其合作者的最新研究成果刚刚发表在《自然》（Nature）杂志上，他们确定了使延迟白矮星在数十亿年内保持高温的机制，从而解释了白矮星的第二次恒星生命。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423042.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423042.htm

研究发现一些白矮星会因为引力能量的释放而停止冷却

研究发现一些白矮星会因为引力能量的释放而停止冷却翻开任何一本天文学教科书，在有关白矮星的章节中，你很可能会了解到它们是随着时间推移不断冷却的"死星"。维多利亚大学（UVic）及其合作伙伴利用欧洲航天局盖亚卫星（Gaiasatellite）提供的数据，揭示了白矮星群体在80多亿年里停止冷却的原因。维多利亚大学联合首席研究员、加拿大理论天体物理研究所国家研究员西蒙-布劳因（SimonBlouin）说："我们发现，所有白矮星都是死星的经典描述并不完整。这些白矮星要想停止冷却，就必须有办法产生额外的能量。我们不确定这是如何发生的，但现在我们对这一现象有了解释"。了解白矮星的年龄和其他方面有助于科学家重建银河系的形成过程。布劳因与华威大学的安托万-贝达尔（AntoineBédard）和高等研究所的研究员程思豪合作，利用2019年的盖亚数据得出了这一发现。欧洲航天局盖亚太空观测站拍摄的银河全貌。图片来源：ESA/Gaia/DPAC；CCBY-SA3.0IGO。致谢：A.Moitinho.在白矮星中发现新的能量银河系中超过97%的恒星最终会变成白矮星。长期以来，科学家们一直认为这些恒星已经走到了生命的尽头。在耗尽核能之后，它们会停止产生热量并冷却下来，直到内部的高密度等离子体冻结成固体状态，恒星也就从里到外凝固了。这个冷却过程可能需要数十亿年。根据这篇新论文，在一些白矮星中，内部的致密等离子体并不是简单地从内向外凝固。相反，冻结后形成的固态晶体密度比液体小，因此想要漂浮起来。当晶体向上漂浮时，它们会将较重的液体向下置换。较重的物质向恒星中心的迁移释放出引力能量，这种能量足以中断恒星的冷却过程数十亿年。华威大学研究员贝达尔说："这是在任何类型的恒星中首次观测到这种传输机制，这令人兴奋，因为我们并不是每天都能发现全新的天体物理现象。"为什么这种现象会发生在某些恒星上，而不是其他恒星上，这一点还不确定，但布鲁因认为这很可能是恒星的成分造成的。"有些白矮星是由两颗不同的恒星合并而成的。当这些恒星碰撞形成白矮星时，会改变恒星的成分，从而形成浮游晶体，"布劳因说。白矮星通常被用作年龄指标：白矮星的温度越低，它的年龄就越大。然而，由于在一些白矮星中发现了额外的冷却延迟，一些特定温度的恒星可能比以前认为的要老几十亿年。布劳因补充说："这一新发现不仅要求修订天文学教科书，还要求天文学家重新审视他们用来确定恒星群年龄的过程。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424760.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424760.htm