銀河系深處的定時炸彈：一顆即將引爆的白矮星，地球上將肉眼可見

白矮星是一種主要由碳和氧構(gòu)成的天體，它們是中等質(zhì)量恒星消亡后殘留的致密核心，以“電子簡并壓”平衡自身的引力坍縮。

在孤立狀態(tài)下，白矮星是穩(wěn)定的，它們只會慢慢冷卻，但如果白矮星能從外界獲取到足夠多的物質(zhì)，使自身質(zhì)量超過“錢德拉塞卡極限”（約1.44倍太陽質(zhì)量），“電子簡并壓”就會失效。

在這種情況下，白矮星的溫度就會因?yàn)橐μs而迅速上升，當(dāng)達(dá)到一定程度時，就會點(diǎn)燃碳和氧的核聚變，由于在簡并態(tài)物質(zhì)中，熱量幾乎可以毫無阻礙地傳遞，因此一旦白矮星內(nèi)部某個區(qū)域的碳氧被點(diǎn)燃，局部產(chǎn)生的高溫會迅速擴(kuò)散，進(jìn)而造成其鄰近區(qū)域也發(fā)生核聚變。

隨著更多區(qū)域發(fā)生核聚變，白矮星整體溫度會不斷飆升，而核聚變對溫度又極為敏感，溫度越高，反應(yīng)速率會呈指數(shù)式增長，所以這種正反饋過程，就會在極短時間內(nèi)導(dǎo)致整顆白矮星發(fā)生極為猛烈的熱核爆炸。這種現(xiàn)象，就是所謂的“Ia型超新星”。

實(shí)際上，在天箭座方向，距離我們大約1萬光年的位置上，就有這樣一顆即將引爆的白矮星，堪稱是銀河系深處的定時炸彈。

這顆白矮星的質(zhì)量與太陽相當(dāng)，屬于一個被稱為“天箭座V”（V Sagittae）的雙星系統(tǒng)，它的伴星是一顆主序星，估計質(zhì)量范圍在太陽的0.8至1倍之間。

觀測數(shù)據(jù)表明，“天箭座V”兩顆恒星距離非常近，它們圍繞共同質(zhì)心運(yùn)行的周期僅為大約12.3小時，這使得伴星的外層物質(zhì)受到白矮星強(qiáng)大引力的潮汐作用，進(jìn)而導(dǎo)致伴星物質(zhì)不斷溢出，并通過一個稱為“洛希瓣”的引力臨界面，源源不斷地涌向白矮星。

該系統(tǒng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)移的速率被天文學(xué)家形容為“前所未見”的水平，由于吸積速率相當(dāng)快，大量的氫和氦（這是伴星外層的主要物質(zhì)）已經(jīng)在白矮星周圍形成了一個巨大的吸積盤。

看到這里，可能有人會問了，為什么是白矮星吸積伴星的物質(zhì)，而不是反過來呢？

答案簡單來講就是，這是因?yàn)榘装堑拿芏确浅４螅ㄒ活w密度與太陽相當(dāng)?shù)陌装牵w積大概與地球差不多），其引力場束縛自身物質(zhì)的作用就相當(dāng)強(qiáng)，與之相比，其伴星（主序星）的密度就小了太多，如此一來，當(dāng)兩者相互接近時，物質(zhì)就總是會從低密度的伴星向高密度的白矮星轉(zhuǎn)移。

天文學(xué)家表示，當(dāng)兩個天體相互繞轉(zhuǎn)時，會以引力波的形式向外輻射能量，這種能量的損失會導(dǎo)致軌道勢能下降，雙星的距離越近，繞轉(zhuǎn)越快，輻射的引力波越強(qiáng)，進(jìn)而形成了一種不可逆轉(zhuǎn)的正反饋過程。

對于“天箭座V”而言，除了引力波效應(yīng)，劇烈的物質(zhì)轉(zhuǎn)移也在不斷改變該系統(tǒng)的角動量分布，這會加速軌道的收縮速度，而當(dāng)軌道收縮到一定程度時，雙星將進(jìn)入“公共包層”階段，此時“公共包層”產(chǎn)生的摩擦力還將大量消耗它們軌道能量，導(dǎo)致雙星以更快的速度相互接近。

在此過程中，物質(zhì)轉(zhuǎn)移的速率將會指數(shù)級地增加，一旦白矮星的質(zhì)量超過“錢德拉塞卡極限”，就會發(fā)生猛烈的超新星爆發(fā)。

根據(jù)理論模型的推演，這顆白矮星將在本世紀(jì)60年代引爆，屆時它在天空中的視星等至少可以達(dá)到-7等，以至于在地球上將肉眼可見，成為全人類共同見證的宇宙奇觀。

當(dāng)然了，在天文學(xué)中，說這顆白矮星即將引爆一點(diǎn)都不夸張，但對于我們?nèi)祟悂碇v，這個時間還是有點(diǎn)漫長。

不過大家也不必太過失望，因?yàn)檫@顆白矮星的吸積盤規(guī)模大、密度高，其中的物質(zhì)會在高速碰撞和摩擦中不斷升溫，當(dāng)達(dá)到一定程度時，吸積盤里的氫就會發(fā)生熱失控的核聚變反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)生“新星爆發(fā)”。

根據(jù)天文學(xué)家的預(yù)測，這樣的爆發(fā)可能在未來的幾年里就會發(fā)生，到那個時候，這顆白矮星的亮度會暴增數(shù)十萬倍，如果觀測條件良好的話，地球上的我們也可以看到它在夜空中閃耀。