那些年他们一起找寻过的白矮星伤痕
“白矮星”听起来犹如科幻片般谜样,但许多重大确凿证据却确认了它的存有。
在天文学大部份遥远的概念里,白矮星是最具谜样感的。这是两个物质被强大重力紧密包裹着的银河系空间,任何人细微的小东西都无法逃脱甚至光这类,毫无疑问那些邪恶的庞然大物也呈现出了相当可怕的前景。随着大部份常规的力学规则在白矮星内部被打破,人们很容易认为白矮星只是侦探小说里的小东西。然而大量直接和间接的确凿证据表明,它确实存有于银河系中。
玻尔的“DokuWiki预估”
阿尔伯特 · 玻尔
白矮星的辨认出是玻尔的广义相对论的必然选择。
(相片作者:贝特曼 /贡献者)
作为一类方法论可能将性,卡尔·庞加莱在1916年预估了白矮星,他辨认出白矮星是玻尔广义相对论的必然选择。换句话说,如果玻尔的方法论是正确的(大部份的确凿证据也表面它是),那白矮星就一定存有。
随后,罗杰·彭希尔和斯蒂芬·惠勒为他们的方法论奠定了更坚实的基础。剑桥大学表示,任何人坍陷成白矮星的物体单厢形成两个局域,在这个局域上,传统的力学定律就失效了。这已被广泛接受,彭希尔被授予2020年诺贝尔力学学奖的一部分,因为他辨认出白矮星的形成是广义相对论的稳健预估。
射线暴发
火星上的探测设备探测到射线的暴发是由白矮星的问世引起的。
(相片作者:NASA/Swift/Cruz deWilde)
据美国国家航空航天局的消息,印度行星力学学家 苏布拉马尼亚·爱丁顿在 1930 年代科学研究了当两颗行星用完大部份核燃料后会出现什么。通过科学研究辨认出,最终的结果取决于行星的产品质量。 根据美国国家航空航天局的说法,如果那颗行星的产品质量足够大(比如有 20 个月亮产品质量那么大),那么这颗行星的致密地函(它这类可能将是月亮产品质量的三倍或更多倍)会一直坍缩成两个白矮星。 最后这颗行星的地函坍塌将出现得非常迅速,以至于在几秒钟之内,并且它会以射线暴发的方式释放出巨大的热量。 这种暴发升空电磁辐射的热量总量与普通行星在其整个开发周期中散发的热量一样多。 火星上的望远镜已经探测到了许多这样的暴发,其中许多来自数十亿光年外的星系团; 所以实际上他们能探测到白矮星已经开始问世。
伽玛,白矮星
音乐家对伽玛的印象。互相环绕着的白矮星会在时高空造成波涛,并以伽玛的方式向外散播。
(相片作者:R. Hurt/Caltech-JPL)
白矮星并不总是孤立地存有着——它时时成对出现,时时互相环绕着。在这样的过程中,它之间的重力互相作用会在时高空造成波涛,并以伽玛的方式向外散播——这是玻尔相对论的另两个预估。跟据《生活科学》姊妹网站 Space.com的 报导,借助激光干涉仪伽玛观测站和射手座等观测站,他们现在有能力探测到那些波。第两个辨认出涉及两个白矮星的分拆,早在 2016 年就宣布了,此后又有更多辨认出。随着探测器灵敏度的提高,除了白矮星分拆之外的其它造成波的事件已经开始被辨认出——例如白矮星和白矮星之间的碰撞,它出现在他们银河系之外,距他们 6.5 亿到 15 亿光的地方——据报导,距火星数年。
隐主星
这幅音乐家的作品展现了HR 6819HTC控制系统中行星的近地点,该控制系统由一对联星组成,其中两颗行星(红色近地点)围绕两个白矮星(红色近地点)运行,以及另两颗近地点更宽的行星(红色近地点)。
(相片作者:L. Calçada/ESO)
这幅音乐家的作品展现了HR 6819HTC控制系统中行星的近地点。
造成射线暴和伽玛的短暂高能事件可能将在可探测银河系的一半范围内由此可见,但在其开发周期的大部分时间里,白矮星由于其这类的性质几乎无法被检测到。因为它不发出任何人光或其它电磁辐射,这意味着它可能将潜伏在他们的银河系附近而力学学家却没有注意到。不过,有一类确定无疑的方法可以探测到邪恶巨兽,那就是通过它对其它行星的重力作用。2020年,力学学家在探测这个看起来很普通的联星控制系统(即绕近地点运行的行星对)时注意到,这两颗由此可见行星的运动中有许多奇怪的现象,那些现象只有在如果该联星控制系统里存有第三个完全静止不动的行星时才能解释。当他们计算出那颗静止不动的行星的产品质量时辨认出它至少是月亮产品质量的四倍,科学研究人员知道只剩下一类可能将了。据《生活科学》报导,这肯定是两个白矮星———这是迄今为止辨认出的离火星最近的白矮星,且距他们的星系团仅有1000光年。
X 射线视觉
白矮星天鹅 X-1 已经开始从两颗巨大的红色主星中吸取物质。那些“小东西”在白矮星周围形成了两个吸积盘。
(相片作者:NASA/CXC)
白矮星天鹅 X-1 已经开始从两颗巨大的红色主星中吸取物质。
白矮星的第两个探测确凿证据出现在 1971 年,这也来自他们银河系内的联星控制系统。该控制系统被称为 天鹅 X-1,造成了许多银河系中最亮的 X 射线。根据美国国家航空航天局的说法,它不是来自白矮星这类,也不是来自它由此可见的主星(十分巨大,产品质量是月亮产品质量的 33 倍)。相反,那些物质不断地从巨星中剥离出来并被拖入白矮星周围的吸积盘中,美国国家航空航天局认为,正是从这个吸积盘中发射出了 X 射线。正如他们对 HR 6819 所做的那样,力学学家可以使用探测到的行星运动来估计天鹅 X-1 中静止不动的物体的产品质量。据《生活科学》报导,最新的计算结果将这个 21 倍月亮产品质量的暗行星集中在两个如此小的空间中,以至于它只能是两个白矮星。
超大产品质量白矮星
在他们星系团的中心有两个超大产品质量白矮星位于人马座 A 区域。它的产品质量约为月亮产品质量的 400 万倍。
(相片作者:ESA C. Carreau)
据《生活科学》报导,白矮星除了自行星坍缩而造成以外,有确凿证据表明,它自银河系历史早期就潜伏在星系团的中心了,并且每两个超大产品质量的白矮星都是月亮产品质量的数百万甚至数十亿倍。在所谓的活动星系团中,那些重量级星系团存有的确凿证据是惊人的。据美国国家航空航天局称,那些星系团的中心白矮星被吸积盘包围,那些吸积盘会造成各种波长的强电磁辐射。他们也有确凿证据表明他们自己的星系团在其中心也有两个白矮星。那是因为他们看到该区域的行星以非常快的速度旋转(速度高达光速的 8%),以至于它必须绕着两个非常小而巨大的物体运行。据目前的估计,银河系中心白矮星的产品质量约为400万倍的月亮产品质量。
拉面效应
白矮星存有的另两个确凿证据是——拉面效应。 您可能将感到好奇,什么是拉面效应? 拉面效应就是当你掉进白矮星时会出现的情况,这是不言自明的。 你将被白矮星的极端重力拉成细细的线状,类似于拉面越拉越长越拉越细。 据《生活科学》报导,幸运的是,这种情况不太可能将出现在你或你认识的任何人人身上,但这很可能将是两颗行星的命运,如果它太靠近两个超大产品质量的白矮星。2020年10月力学学家目睹了这一碎裂,或者至少他们看到了两颗倒霉的行星被撕裂时发出的闪光。幸运的是,这种拉面效应并没有出现在火星附近而是出现在2.15亿光年之外的两个星系团。
最后——白矮星的直接图像
有史以来第一张白矮星的直接图像,黄色环围绕着黑色圆圈
有史以来第一张白矮星的直接图像。 (相片作者:视界望远镜合作项目)
目前为止,大量令人信服的关于白矮星的间接确凿证据表明:没有任何人其它被科学承认的已知物体能造成电磁辐射或伽玛的暴发,以及对其它物体形成动态影响。但转折出现在2019 年 4 月,最后的关键辨认出以活动星系团梅西耶87中心超大产品质量白矮星的直接图像的方式出现。这张令人惊叹的照片是由事件视界望远镜拍摄的——这个名字有点误导,因为它是由散布在世界各地的大型望远镜网络组成的,不仅仅是两个单一的仪器。根据美国国家航空航天局的观点,探测活动中参与的望远镜越多,它的间距越大,最终的图像产品质量就越好。据《生活科学》报导,结果清楚地展现了这个有着65亿倍月亮产品质量的白矮星在其周围吸积盘橙色光芒的映衬下的阴影。
BY: Andrew May
FY: 人间散步
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