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死星宜居带首次观测到行星体

天文学与空间 2023-07-16 21:36:42

伦敦大学学院 一位艺术家对白矮星wd 1054–226的印象,这颗白矮星由行星碎片云和宜居带中的一颗主要行星环绕

信用:马克A

加尔利克/马克加利克

com 根据UCL研究人员领导的一项新研究,在一颗白矮星附近的轨道上观察到一圈布满月亮大小结构的行星碎片,暗示附近的一颗行星处于“可居住区”,那里可能存在水和生命

白矮星是恒星的炽热余烬,已经烧光了所有的氢燃料

几乎所有的恒星,包括太阳,最终都会变成白矮星,但是关于它们的行星系统却知之甚少

这项研究发表在《皇家天文学会月报》上,一个国际研究小组利用地面和太空望远镜的数据,测量了银河系中一颗白矮星wd 1054–226的光

令他们惊讶的是,他们发现每25小时围绕恒星运行的65个均匀分布的行星碎片云对应着明显的光线下降

研究人员得出结论,凌日结构的精确规则性——每23分钟减弱一次恒星的光线——表明它们被附近的一颗行星保持在如此精确的排列中

第一作者杰伊·法里希教授(UCL物理学和天文学)说:“这是天文学家第一次在白矮星的宜居带探测到任何类型的行星体

“我们观察到的月亮大小的结构是不规则的和多尘的(例如

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彗星状)而不是实心的球体

它们的绝对规律性,每23分钟就有一颗恒星经过,这是一个我们目前无法解释的谜

“一个令人兴奋的可能性是,由于附近行星的引力影响,这些天体保持在如此均匀的轨道模式中

如果没有这种影响,摩擦和碰撞会导致结构分散,失去观察到的精确规律性

这种“引导”的一个先例是,围绕海王星和土星的卫星引力有助于围绕这些行星形成稳定的环状结构

“在宜居带发现行星的可能性令人兴奋,也出人意料;我们不是在找这个

然而,重要的是要记住,需要更多的证据来证实行星的存在

我们无法直接观察这颗行星,因此可以通过将计算机模型与对恒星和轨道碎片的进一步观察进行比较来进行确认

" 预计这个围绕白矮星的轨道在其生命的巨星阶段被扫清,因此任何可能有水从而有生命的行星都将是最近的发展

该地区至少可以居住20亿年,包括未来至少10亿年

超过95%的恒星最终会变成白矮星

例外的是爆炸并变成黑洞或中子星的最大恒星

法利希教授补充道:“由于我们的太阳将在几十亿年后变成白矮星,我们的研究为我们自己太阳系的未来提供了一瞥。”

" 当恒星开始耗尽氢时,它们膨胀并冷却,成为红巨星

太阳将在40到50亿年后进入这个阶段,吞噬水星、金星,可能还有地球

一旦外层物质被轻轻吹走,氢气耗尽,恒星的热核心就会保留下来,在数十亿年的时间里慢慢冷却——这就是恒星的白矮星阶段

围绕白矮星运行的行星对天文学家来说很难探测,因为这些恒星比主序恒星(如太阳)要暗得多

到目前为止,天文学家只发现了气态巨行星(比如木星)围绕白矮星运行的初步证据

在这项新的研究中,研究人员观察了117光年外的白矮星wd 1054–226,用固定在ESO 3上的ULTRACAM高速相机记录了它在18个夜晚的光线变化

智利拉西拉天文台的5m新技术望远镜(NTT)

为了更好地解释光线的变化,研究人员还查看了美国宇航局凌日系外行星调查卫星(TESS)的数据,该数据使研究人员能够确认行星结构具有25小时的轨道

他们发现,来自wd 1054–226的光总是被经过它前面的巨大轨道物质云所掩盖,这表明有一圈行星碎片围绕着恒星运行

可居住区,有时被称为金发区,是理论上温度允许液态水存在于行星表面的区域

与太阳这样的恒星相比,白矮星的宜居带会更小,更靠近恒星,因为白矮星释放的光更少,因此释放的热量也更少

在研究轨道上观察到的结构所在的区域,在它还是红巨星的时候就已经被恒星包围了,所以很可能是在相对较近的时间形成或到达的,而不是在恒星及其行星系统诞生后幸存下来的

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