浙江
恒星耗尽核燃料后，并不一定会以壮观的超新星爆发结束生命。对于类似太阳的恒星而言，它们通常会抛掉外层物质，留下一个体积接近地球、质量却可能与太阳相当的致密核心，这就是白矮星。
长期以来，天文学界认为白矮星存在一个难以逾越的质量上限，即著名的“钱德拉塞卡极限”（Chandrasekhar limit），约为太阳质量的1.4倍。超过这一极限后，白矮星通常无法继续维持稳定结构，可能发生引力坍缩或热核爆炸。然而，印度科学研究所（IISc）的研究团队最新模拟发现，强大的内部磁场可能改变这一限制，使某些白矮星的质量达到太阳的约2.4倍。
这项研究发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上。研究人员认为，强磁场能够为白矮星提供额外的内部支撑，从而使其在质量远超传统理论预期的情况下，仍然有可能保持稳定。
白矮星之所以能够抵抗自身引力，主要依靠一种被称为电子简并压的量子力学效应。但当质量不断增加时，引力也会越来越强，最终突破这种支撑能力。钱德拉塞卡极限正是建立在这一物理机制之上的理论上限。
研究人员发现，强磁场可能为这一传统模型引入新的变量。当白矮星从伴星吸积物质时，其质量不断增加，内部密度随之上升，恒星也会进一步收缩。这种压缩过程可能增强其内部磁场，而磁场产生的额外压力能够帮助抵抗引力，从而使白矮星承受更大的质量。
为了验证这种可能性，研究团队对剑桥大学开发的恒星演化程序STARS进行了改造，将磁场效应和白矮星冷却过程纳入模型，从恒星仍处于主序阶段开始，模拟其演化为白矮星，以及随后从伴星吸积物质的全过程。
其中一个模拟案例中，一颗初始质量约为太阳8倍的恒星，最终形成了一颗质量约为太阳1.02倍的碳氧白矮星。当这颗白矮星以每年约十亿分之一太阳质量的速度吸积物质时，其磁场逐渐增强，模型计算出的稳定质量上限最终达到太阳质量的约2.4倍。作为对照，在相似条件下，如果不考虑磁场影响，质量上限仍然维持在约1.4倍太阳质量。
论文第一作者、印度科学研究所物理系博士生Zenia Zuraiq表示，研究的关键并不只是证明超钱德拉塞卡质量的白矮星在理论上可能存在，更重要的是验证一颗恒星是否真的能够通过自然演化过程形成这样的天体。此次模拟从恒星主序阶段一直追踪到白矮星形成及后续吸积过程，表明在特定条件下，这条演化路径确实可能实现。
事实上，白矮星突破钱德拉塞卡极限的设想已经被天文学家研究了数十年。此前，天文学家观测到一些异常明亮的Ia型超新星，其亮度明显高于通常模型的预期，因此有人推测，这些爆炸可能来自质量远高于太阳1.4倍的白矮星。部分理论甚至提出，其前身天体的质量可能接近太阳的2.8倍。
此次研究的意义在于，过去不少理论计算主要关注超大质量白矮星能否保持稳定，而新研究进一步模拟了它们如何通过恒星演化过程真正形成。研究团队由此为磁场支撑的超大质量白矮星提供了更完整的理论解释。不过，这并不意味着此类天体在宇宙中十分常见，研究目前仍然不能确定它们实际出现的频率。
这一发现还可能影响天文学家对宇宙膨胀速度的测量。
Ia型超新星通常发生在碳氧白矮星内部出现失控热核燃烧时。当天体内部的温度和压力达到一定条件，碳元素可能被点燃，引发剧烈的热核爆炸。由于这类超新星具有相对稳定、可以通过光变曲线进行校准的亮度特征，天文学家长期将它们作为测量遥远星系距离的重要工具，也借此研究宇宙的膨胀历史。
如果部分Ia型超新星实际上来自质量更大、磁场更强的白矮星，那么它们的前身天体就可能与传统模型存在明显差异。这些差异或许会影响超新星爆发的亮度和演化过程，进而影响宇宙距离测量的准确性。进一步理解这类超新星的形成机制，将有助于完善天文学家用于研究宇宙膨胀的物理模型。
这项研究也提醒科学家，宇宙中一些看似牢不可破的物理极限，可能受到此前未充分考虑的因素影响。钱德拉塞卡极限并非在所有条件下都能简单套用，强磁场可能为白矮星打开一条此前难以确认的演化道路。
研究论文题为《通过磁化主序恒星的演化形成超钱德拉塞卡白矮星：基于STARS模拟的新质量极限》，于2026年10月8日发表在《天体物理学杂志快报》上。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
