天文学家发现一颗从毕宿星团出逃的超大质量白矮星。

毕宿星团是距离地球最近的星团。NASA / ESA / STScI

距离地球大约 153 光年的毕宿星团是肉眼可见的一个明显目标，它是距地球最近的星团，天文学家对它也相当重视，原因就是因为它距离我们近，观测起来比较容易。

肉眼只能看到毕宿星团里的大约 20 颗星，用双筒望远镜可以看到大约 100 颗。但实际上毕宿星团拥有数百颗恒星，这些恒星的年龄相仿，大约都是在 6.25 亿年之前形成。它们还拥有相似的金属比例，以及相似的空间运动方向。这表明它们可能是几乎同时从同一片星云中诞生的。

但毕宿星团身上也有一个让人难以理解的谜。天文学家发现，毕宿星团内几乎没有多少白矮星。迄今为止天文学家只在这个星团的核心附近发现了 8 颗白矮星。

近日以英属哥伦比亚大学物理和天文系 David Miller 为首的一批科学家在毕宿星团外部的银河系中，发现了一颗疑似来自毕宿星团的白矮星。这一发现让人怀疑毕宿星团内可能曾经拥有过足量的白矮星，只是现在它们大部分都已被“甩”出了星团。

针对这颗白矮星的研究又让人产生了另外一个疑惑——这颗白矮星太重了，逼近了白矮星质量的上限，而且它的形成机制与科学家的一般理解有出入。

天文学家之所以相信这颗白矮星来自毕宿星团，是根据盖亚探测器提供的数据。在盖亚的数据集中，人们发现银河系中有 3 颗白矮星的运动特点似乎表明它们来自毕宿星团。但进一步计算结果显示，其中 2 颗不符合这一推测，而剩下那颗来自毕宿星团的概率高达 97.8%。

白矮星是中等质量恒星核聚变燃料耗尽后留下来的内核，其特性与正常状态下的恒星内核相比已经发生了巨大变化。它们的质量大致相当于 1 个太阳，而体积只相当于 1 个地球。

理论上银河系中 97% 的恒星最终都会变成白矮星。白矮星有一个质量上限，大约相当于 1.44 个太阳。这就是所谓的“钱德拉塞卡极限”。假如它们通过某些特定的机制，比如从伴星那里攫取物质，使自己的质量不断上升，超过了这个极限，就会触发热核爆炸，成为一颗 Ia 型超新星。这类超新星与内核坍缩型超新星，也就是II 型超新星不同，威力较弱，但最大光度相对恒定，因而可以用来测量宇宙空间的距离。Ia 型超新星爆发后，原来的白矮星通常会被摧毁。

白矮星质量的平均值大约是相当于 0.6 个太阳。白矮星中有一类所谓“超大质量白矮星”质量可以达到太阳的 1.1 倍以上。这类白矮星比较少，理论上都是因为它们是双星的成员，能够从伴星那里攫取物质，才能获得较大的质量。

这一次科学家发现的这颗白矮星质量达到了太阳的 1.317 倍。这并不太奇怪，奇怪的是根据它的年龄推算，它的前身恒星很可能是一颗单星。

这颗白矮星是迄今为止天文学家发现的由单一恒星演化而来的白矮星中质量最大的一颗。

这颗白矮星由单一恒星演化而来这一点对于天文学家而言比较重要，因为它表明，单一恒星也能演化成质量逼近“钱德拉塞卡极限”的白矮星。而鉴于毕宿星团的平凡性，它所拥有的特点，对于人们总结宇宙中疏散星团的一般特点有重要参考意义。具体就白矮星而言，则意味着在宇宙中，单一恒星演化成为超大质量白矮星可能是一种较普遍的现象。

Ia 型超新星的形成机制。Adam Makarenko / 凯克天文台

参考An Extremely Massive White Dwarf Escaped From the Hyades Star Clusterhttps://arxiv.org/abs/2310.03204