僵尸白矮星摧毁了一颗轨道行星

在570光年之外的处女座,一颗正在解体的行星围绕着一颗白矮星运转,白矮星是一颗黄色恒星死后的残留物。这颗行星消亡的原因是僵尸星本身;白矮星密度极高,其巨大的引力将岩石撕裂,形成一团巨大的尘埃和碎片,沿着行星的轨道运行。...

在570光年之外的**座,一颗正在解体的行星围绕着一颗白矮星运转,白矮星是一颗黄色恒星死后的残留物。这颗行星消亡的原因是僵尸星本身;白矮星密度极高,其巨大的引力将岩石撕裂,形成一团巨大的尘埃和碎片,沿着行星的轨道运行。

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去年,美国宇航局的开普勒太空船观测到了这种死亡之舞,今天《自然》杂志对此进行了描述。行星系统的发现是第一次。这有助于证实许多科学家多年来的猜测:行星实际上可以围绕白矮星运行。专家估计,至少有15%的白矮星周围有行星或碎片,但此前从未有人观测到有行星经过这类恒星的前面。”这是我们第一次捕捉到这一过程的实际情况。

美国宇航局的开普勒太空船观测到了这种死亡之舞

找到这个系统有助于加强对环绕白矮星运行的完整行星的搜索,这将极大地帮助寻找外星生命。一些天文学家认为类地行星可能在适当的距离内围绕白矮星旋转,那里的温度非常适合水的**和生命的存在。这类行星的大小与它们所环绕的白矮星大致相同,因此很容易被观测到;当它们经过恒星前面时,它们会挡住一吨重的光线,使研究人员能够很容易地找到这些行星并研究它们的表面。

白矮星周围的行星

僵尸白矮星摧毁了一颗轨道行星

白矮星天狼星B(美国宇航局)

一颗围绕白矮星运行的行星在其适宜居住的区域很可能经历了许多混乱。白矮星是死星的残余。当一颗普通恒星耗尽所有的核燃料后,它会变成一颗红巨星,向外膨胀到原来的100倍。任何可能围绕恒星运行的行星都会被巨星吞没,并螺旋下降到恒星的核心。当我们的太阳在未来50亿年的某个时候死去时,这很可能会发生在地球上。

最终,红巨星将开始收缩并脱落外层,变得更小、更密集。最终的结果是一颗白矮星——原始恒星内核的一个紧凑的残余。白矮星比它们曾经的恒星要暗得多,但仍然散发出大量的热量。不过,它们在几十亿年后开始冷却,在某个时候达到与太阳相同的表面温度。

白矮星是死星的残余

有可能任何最初围绕这颗恒星运行的外行星仍然围绕着白矮星。然而,恒星质量的如此大的变化可能会使这些行星稍微偏离它们原来的轨道。”恒星的质量决定了行星的轨道当恒星的质量改变时,轨道也会改变。”范德堡说,这可能会导致一些外行星相互碰撞,其中一颗可能会将另一颗“踢”到离矮星更近的轨道上。这就是一颗行星理论上如何在恒星的可居住区域内结束的。

这是一个非常特殊的过程,有很多警告——但范德堡发现的白矮星系统可能就是这样形成的。

腐朽的世界

这颗白矮星被命名为WD1145+017,它是美国宇航局开普勒太空望远镜在宇宙飞船K2任务中发现的。为了这次任务,开普勒一次连续盯着一片天空80天。去年7月至9月初,开普勒从WD1145+017捕捉到一个有趣的信号,引发了范德堡的注意。那颗星有点暗了,好像有什么东西从它前面经过。

范德堡和他的团队开始用地面望远镜跟踪这颗恒星,看看他们是否能确认有什么东西正在恒星前面凌日。果然,这颗恒星周期性地变暗,表明有什么东西在它前面移动——但这些变暗周期的长度并不完全一致;有时它们持续的时间比预期的要长,而且并不总是在同一时间发生。通常情况下,如果一颗行星经过一颗恒星前面,它会以一种非常可预测的模式使恒星变暗,因为行星的轨道是对称且稳定的。

相反,研究人员认为,他们看到的暗淡是由彗星尘埃尾从一个较小的正在解体的行星上脱落造成的。他们认为这颗行星被“踢”得离WD1145+017有点太近了,白矮星的引力把它拉开了。毁灭产生的碎片已经变成了巨大的尘埃云,周期性地阻挡来自白矮星的光线。”比起较小的地核,尘埃变成了一个大得多的云团,看到大的东西比看到小的东西更容易。

外星生命?

僵尸白矮星摧毁了一颗轨道行星

一个被污染的行星围绕白矮星运行的艺术构思(克里斯汀·普利亚姆(哈佛大学)

如果外星生物确实存在于白矮星周围,那么它比其他地方的行星更容易找到。由于WD1145+017正在撕裂这颗特殊的行星,它很可能没有生命存在。但如果行星的轨道再向外一点,生命就有可能在这样的区域生存。”“这是一颗有点太近的行星,”哈佛大学天文学教授阿维·勒布说,他没有参与这项研究如果你只比宜居区近两倍,那么你就有被白矮星引力潮汐干扰的危险。”

勒布说,如果这样一颗行星存在于白矮星周围的可居住区,那么研究和描述它将非常容易。天文学家可以研究当行星经过白矮星前面时,穿过大气层的光线,看看空气中含有什么气体。对于围绕典型恒星运行的系外行星来说,这几乎是不可能的,因为它们几乎完全被恒星的亮度所淹没。

在白矮星周围的行星上更容易找到外星生命

研究一颗行星的大气层可以告诉我们很多关于地球所包含的东西。勒布写了几篇关于行星大气中某些气体如何表明存在外星生命的论文“地球大气中的氧气含量,如果没有生命,大约在一百万年后就会减少,”勒布说我们在大气中有氧的主要原因是因为我们有生命。”勒布认为,像甲烷或氧气这样的气体——它们通常来自有机物——可能表明在某个时刻,在一个系外行星上可能存在原始生命。

勒布还认为,通过寻找大气层中的化学污染物,有可能在系外行星上发现智慧生命。外星文明的技术有可能向空气中注入大量的人造气体。但是为了检测这种气体,勒布说,污染的质量必须是地球上空气污染量的10到100倍。”你可能会说,如果他们污染这么多,他们就不那么聪明了但也许这颗行星离恒星有点远,所以他们可能真的这样做是为了人为地使行星变暖。它们有可能产生一层厚厚的污染,使地球变暖,生命的条件更好。”

这些只是目前的理论,因为还没有人有机会研究白矮星周围的系外行星。但勒布和范德堡希望这个衰败世界的发现将激励其他人进一步研究白矮星。”白矮星不是外来物种;“它们并不罕见,”勒布说希望这能激励人们寻找白矮星周围的行星。”

  • 发表于 2021-05-01 18:02
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