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第一次看到行星残余的最后时刻

天文学与空间 2023-10-17 22:34:45

由华威大学制作 艺术家对白矮星G29—38的印象,它从星周碎片圆盘中吸积行星物质

当行星物质撞击白矮星表面时,会形成等离子体,并通过可探测的X射线发射冷却

学分:华威大学/马克·加尔利克 沃里克大学的天文学家首次观察到被摧毁行星的碎片撞击白矮星表面的瞬间

他们已经使用X射线来探测行星系统在它的宿主恒星因碰撞而死亡并在恒星表面被消耗后留下的岩石和气体物质

该结果今天(2月9日)发表在《自然》杂志上,这是首次直接测量岩石物质在白矮星上的吸积,并证实了迄今为止一千多颗恒星吸积的几十年间接证据

观测到的事件发生在行星系统形成数十亿年后

大多数恒星的命运,包括像我们的太阳这样的恒星,都是变成白矮星

在我们的银河系中已经发现了30多万颗白矮星,其中许多被认为是来自行星和其他曾经围绕它们运行的物体的碎片

几十年来,天文学家利用光学和紫外波长的光谱学来测量恒星表面元素的丰度,并由此推算出它所来自的物体的成分

天文学家通过光谱观测间接证明了这些天体正在活跃地增生,光谱观测显示25-50%的白矮星被铁、钙、镁等重元素污染了大气

然而,直到现在,天文学家还没有看到被拉进恒星的物质

博士;医生

华威大学物理系的蒂姆·坎宁安说:“我们终于看到物质真正进入了恒星的大气层

这是我们第一次能够推导出不依赖白矮星大气详细模型的吸积率

值得注意的是,它与之前所做的非常一致

“以前,吸积率的测量使用光谱学,并且依赖于白矮星模型

这些是计算元素从大气中下沉到恒星中的速度的数值模型,它告诉你有多少元素以吸积率的形式落入大气中

然后你可以反过来算出母体中有多少元素,无论是行星、月球还是小行星

" 白矮星是一颗燃烧了所有燃料并脱落了外层的恒星,在这个过程中可能会摧毁或扰乱任何轨道体

当来自这些天体的物质以足够高的速度被拉入恒星时,它会猛烈撞击恒星表面,形成激波加热等离子体

这种等离子体的温度在100,000到100万开尔文之间,然后沉积在表面,当它冷却时,它会发出可以被探测到的X射线

x射线类似于我们眼睛能看到的光,但能量要大得多

它们是由快速运动的电子(构成我们周围所有物质的原子外壳)创造的

在医学和天文学中,X射线通常以其用途而闻名,是落在黑洞和中子星等奇异物体上的物质的关键指纹

探测这些X射线非常具有挑战性,因为到达地球的少量X射线可能会在天空中的其他明亮X射线源中丢失

因此,天文学家利用钱德拉X射线天文台来分析附近的白矮星G29–38,钱德拉X射线天文台通常用于探测来自黑洞和正在增生的中子星的X射线

与其他望远镜相比,钱德拉的角分辨率有所提高,他们可以将目标恒星与其他X射线源隔离开来,并首次观察到来自一颗孤立白矮星的X射线

它证实了数十年来对物质吸积成白矮星的观察,这些观察依赖于光谱学的证据

博士;医生

坎宁安补充道:“这个结果真正令人兴奋的是,我们在不同的波长下工作,也就是X射线,这使我们能够探索一种完全不同的物理类型

“这次探测提供了第一个直接证据,证明白矮星目前正在吸积旧行星系统的残余

以这种方式探测吸积提供了一种新的技术,通过这种技术,我们可以研究这些系统,提供了对数千个已知系外行星系统的可能命运的一瞥,包括我们自己的太阳系

"

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