正文
White dwarfs: Three fates hidden in the core
白矮星是类太阳恒星演化的终点,这些恒星失去了外部包层后剩下致密核心。它们通常和地球大小相当,但质量却和太阳不相上下。在电子简并压力——一种量子力学现象——的支撑下,这些恒星残骸不会继续向内坍缩,但若是有一颗黑洞已经在白矮星的内部形成,那么事情就将变得微妙起来。
在这种情况下,白矮星的自转速度将成为整个过程的决定性因素。可能的情况大致有三种:
如果自转较慢,白矮星内部缺乏角动量的物质将无法作太多抵抗就落入黑洞之中。
于是这颗黑洞便能靠着源源不断的恒星物质供应稳定生长,直至最终将整个恒星纳入腹中。
如果自转速度适中,黑洞的坍缩可能会比事件视界的形成更快。这将导致黑洞暴露在视界之外,即所谓的“裸奇点”。
这种物体的存在是对现行物理学的挑战。它为研究近似太阳质量裸奇点开辟了一条新途径,并有可能揭示引力作用的更深层机制。
如果自转很快,黑洞的生长将大为放缓。白矮星的自转及内部物质流动导致的粘性阻力会阻碍黑洞吸收恒星物质,并在黑洞两极形成漏洞状的地带,使得整颗恒星无法都向着黑洞坍缩。
这时的黑洞成了一只 “寄生虫”,隐匿于白矮星的中心,无声无息从宿主的躯体中攫取养分。表面上看,这颗白矮星一切正常,但其内部已然在逐渐腐化。
展示白矮星内部寄生黑洞吸积受阻情况的示意图。 图片来源:H. A. Adarsha
Neutron stars: The one-way path to a black hole
中子星是比白矮星密度更大的星体,区区一勺子中子星物质就能高达十亿吨之重。一颗中子星的半径通常在十公里左右,但质量却甚于太阳。如果黑洞在高速自转的中子星内部形成,那么它的结局便已注定。黑洞将迅猛生长,在短短一天里就能从内由外掏空中子星的内部,甚至来不及让它为宇宙留下一声寂寥的叹息。