白矮星在特定条件下可转变为中子星
研究人员通过三维模拟确定了双星系统中的白矮星可能坍缩并转变为中子星的条件。这一机制被称为吸积诱导坍缩:恒星残骸积累由伴星转移给它的物质,据Space.com报道。
哪些白矮星可能坍缩
白矮星是质量接近太阳的恒星残骸。大多数由碳和氧组成,但一部分含有氧、氖和镁。这类白矮星通常比碳氧白矮星质量更大、密度更高,因此只需较少的额外物质便可接近钱德拉塞卡极限——约为1.4个太阳质量。
碳氧白矮星在达到这一极限后可能以Ia型超新星的形式爆炸并彻底毁灭。相比之下,氧氖镁白矮星可能避免这一情景,成为中子星的前身,但仅限于适当的吸积条件下。
狭窄的吸积范围
ETH Zurich的研究负责人劳伦茨·蒂姆勒解释说,仅有白矮星的成分还不够。来自供体星的物质流入速率必须处于一个相对狭窄的范围内。若速率过低,新星爆发可能会再次抛射出很大一部分已积累的物质。若速率过高,星风、外层包壳膨胀或双星系统组成部分之间的相互作用,可能使白矮星无法达到坍缩所需的条件。
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当这些条件满足时,电子会被氖和镁原子核俘获,从而降低支撑恒星的压力并触发坍缩。作者估计,这类事件应当很罕见,尽管其发生频率仍极不确定。
观测特征
模型显示,富含中子的物质并非如科学家预期的那样沿自转轴抛出,而是在中纬度地区抛出。在这些区域,磁场驱动的物质流会与受中微子加热的星风相撞,因此该事件的外观可能取决于观测角度。
吸积诱导坍缩可能表现为持续两到三天的明亮紫外和光学事件,并可能伴随X射线及持续时间更长的射电辐射。蒂姆勒表示,维拉·鲁宾天文台和其他望远镜未来可能能够探测到这类现象。该研究作为预印本发布在arXiv上。