再过几十亿年,太阳将结束其白矮星的生命。当太阳耗尽氢来聚变获得能量时,它将在自身重量下坍塌。引力会把太阳压缩到和地球差不多大,这时候量子物理学就开始发挥作用了。来自太阳原子的电子将反推引力,产生所谓的简并压。一旦恒星达到这种状态,它会随着时间的推移而冷却,这颗曾经灿烂的恒星最终会消失在黑暗中。
宇宙中的大多数恒星最终都会变成白矮星。只有最大的恒星会爆炸成为超新星,成为中子星或黑洞。银河系中有很多白矮星,但其中很多难以研究。
首先,白矮星的核心不像普通恒星那样产生能量。它们会随着年龄的增长而冷却和褪色,所以我们倾向于看到最年轻和最明亮的白矮星。白矮星的观测结果也偏向于那些质量最小的矮星。这是因为白矮星质量越大,体积就越小。其原因与电子简并压和重力之间的平衡有关。在白矮星中,电子扮演着一种量子气体的角色。白矮星质量越大,其引力对电子的挤压就越紧密,因此体积就越小。
幸运的是,最近的一项研究表明,我们正在更好地研究更小、更冷的白矮星。该团队利用盖亚宇宙飞船的数据发现了距离地球20秒差距内的白矮星。除了已知的白矮星外,该团队还发现了大约100颗从未被编目的白矮星。然后他们使用ISIS摄谱仪和威廉赫歇尔望远镜上的偏振计观察这些白矮星的光谱。由于白矮星的光谱受到其磁场的影响,研究小组能够测量其磁场的强度。
他们发现了一个有趣的结果。白矮星的年龄和它的磁场是有关联的。白矮星年龄越大,其磁场越强的可能性越大。换句话说,白矮星的磁性随着年龄的增长而增强。这表明白矮星磁场是通过恒星的冷却过程产生的。
我们不确定冷却过程是如何使白矮星磁化的。更大更年轻的白矮星的磁场可能可以用发电机机制来解释,类似于产生地球磁场的过程。但古老白矮星的磁场通常比我们认为的发电机所能产生的磁场要大得多。因此,一些奇怪的事情正在发生,需要更多的研究来解开这个谜题。
参考文献:Bagnulo, S.和J. D. Landstreet。“通过对数量有限的白矮星样本的分析,我们对退化恒星的磁性有了新的认识。”