印度团队模拟显示强磁场或助白矮星突破质量极限

印度科学研究所（IISc）的研究团队近日在《天体物理学杂志快报》上发表论文，提出一种新的理论模型。该模型显示，强大的内部磁场可能打破白矮星长期被认为不可逾越的质量上限，使其稳定质量达到太阳质量的约2.4倍，远超传统的钱德拉塞卡极限（约1.4倍太阳质量）。

磁场提供额外支撑机制

传统天文学理论认为，白矮星依靠电子简并压抵抗自身引力。当质量超过钱德拉塞卡极限时，引力将压倒简并压，导致恒星坍缩或发生热核爆炸。然而，新研究指出，当白矮星从伴星吸积物质时，内部密度上升和恒星收缩可能增强其内部磁场。这种强磁场产生的额外压力能够辅助抵抗引力，从而允许白矮星在质量远超预期时仍保持稳定结构。

研究团队通过改造剑桥大学开发的恒星演化程序STARS，将磁场效应和白矮星冷却过程纳入模型，模拟了恒星从主序阶段演化为白矮星及后续吸积的全过程。在一个模拟案例中，一颗初始质量约为太阳8倍的恒星最终形成质量约为太阳1.02倍的碳氧白矮星。随着该白矮星以每年约十亿分之一太阳质量的速度吸积物质，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，若不考虑磁场影响，相同条件下的质量上限仍维持在约1.4倍太阳质量。

对宇宙膨胀测量的潜在影响

论文第一作者、印度科学研究所物理系博士生Zenia Zuraiq表示，研究的关键在于验证超钱德拉塞卡质量的白矮星是否真的能通过自然演化过程形成，而不仅仅是理论上可能存在。此次模拟表明，在特定条件下，这条演化路径确实可行。

这一发现可能对宇宙学产生深远影响。Ia型超新星通常由碳氧白矮星内的失控热核燃烧引发，因其亮度特征相对稳定，天文学家长期将其作为“标准烛光”来测量遥远星系距离并研究宇宙膨胀历史。如果部分Ia型超新星源自质量更大、磁场更强的白矮星，其前身天体的差异可能会改变超新星的爆发亮度和演化过程，进而影响宇宙距离测量的准确性。理解这类超新星的形成机制，有助于完善天文学家用于研究宇宙膨胀的物理模型。

尽管此前已有天文学家通过观测异常明亮的Ia型超新星推测存在大质量白矮星，甚至提出前身天体质量可能接近太阳2.8倍的理论，但新研究提供了更完整的演化路径解释。不过，研究团队强调，这并不意味着此类天体在宇宙中十分常见，目前仍无法确定其实际出现频率。