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來源: 南方日報網絡版     時間: 2019-12-31 20:25:51
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  首個圍繞白矮星運行的行星被發現,專家表示——
  太陽對地球可能沒這么“溫柔”

  天聞頻道

  實習記者 代小佩

  恒星并不永恒,這是天文學的常識。和每個普通人一樣,恒星也會經歷從生到死的過程。

  什么是恒星的死亡?在天文學上,恒星的青壯年時期被稱為主序階段,占據恒星整個壽命期的90%以上。在主序階段,恒星向外膨脹和向內收縮的兩種力大致平衡,因而恒星相對穩定。隨著恒星進一步演化,直到恒星內部的氫核聚變結束,恒星便走向死亡。死亡后的恒星,會變成白矮星、中子星或黑洞等,迎來演化的又一個階段。

  恒星“死亡”前的膨脹,通常會吞噬其周圍的行星,此前也從未在白矮星周圍觀測到過行星的存在。

  最近,研究人員使用歐洲南方天文臺(ESO)的甚大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)觀察了7000多顆白矮星,其中,名為“WDJ0914+1914”的白矮星格外引人關注,因為它的周圍存在巨型行星的痕跡。

  被踢了一腳的行星

  長久以來,天文界普遍認為,恒星在瀕臨死亡中掙扎時,其附近的行星難逃毀滅的命運。

  “通常,恒星和它周圍的行星產生于同一片分子云,行星可以說是恒星的副產品。被行星圍繞的恒星被稱為宿主恒星。”南京大學天文與空間科學學院副教授謝基偉接受科技日報記者采訪時表示。

  謝基偉告訴記者,基本上每個恒星周圍都存在行星。除非這些行星被恒星附近更加致密的星團引力散射走,或者質量很大的恒星本身演化很劇烈,那么它周圍的行星或者本來可以形成行星的物質也會在恒星誕生不久后很快被吞噬掉。

  “宿主恒星瀕臨死亡時,會像氣球一樣不斷向外膨脹,并逐漸接近或超過周圍行星的軌道,進而將行星‘收入囊中’。”謝基偉說,50億年以后,100億歲高齡的太陽會變得十分巨大,其半徑將完全超過水星現在的軌道,將水星吞沒。

  經過“致命”的膨脹階段,最終變為白矮星的WDJ0914+1914,為何其附近會有一顆幸存的行星呢?

  謝基偉表示,這顆行星可能是白矮星形成后才跑過來的。“也許是有一顆行星通過潮汐作用遷移到WDJ0914+1914附近。”也就是說,這顆特別的行星可能是被捕捉過來的。

  他解釋道,WDJ0914+1914周圍可能有很多行星,這些行星彼此靠近,軌道產生交匯。在引力的相互作用下,行星之間會發生散射,某一顆行星的軌道可能會變成越來越扁的橢圓。當這顆行星運行至橢圓軌道上接近WDJ0914+1914的位置時,就有可能落入其潮汐力的作用范圍,并因此被捕獲。“我們可以想象這是一場足球游戲,其中一顆行星被踢了一腳,正好滾到了WDJ0914+1914附近,落入到了它用潮汐力編織的球網中。”

  “不過,這顆行星之前是怎么產生的,還有待進一步研究。”謝基偉說。

  幸存與否,難下定論

  為更好地了解WDJ0914+1914不尋常的性質,研究小組使用了ESO甚大望遠鏡上的X-shooter儀器對其進行分析,后續觀察證實了與白矮星有關的氫、氧和硫的存在。通過研究X-shooter拍攝的光譜中的細節,研究小組發現這些元素存在于白矮星的氣體盤中,而不是來自恒星本身。

  謝基偉告訴記者,望遠鏡會獲取與WDJ0914+1914有關的光譜。通過分析譜線,就能算出天體大致含有的化學成分。在分析白矮星WDJ0914+1914氣體盤中的一些成分時,研究者發現這些成分與行星的成分很吻合。

  這一發現是否意味著,恒星死亡時,它附近的行星可以逃脫被吞噬的命運?

  “這其實取決于恒星死亡之前,行星所分布的位置。比如,太陽變成紅巨星后,金星和水星肯定難逃厄運;一定軌道范圍之外的行星就不會被吞噬,比如距離太陽較遠的木星。”謝基偉告訴記者。

  專家表示,宿主恒星死亡時,其周圍行星幸存的概率較小。WDJ0914+1914提供了一個反例,但是目前也只是發現了這一個特例,需要更多這樣的樣本才能進行統計研究。

  50多億年后,地球有沒有可能逃過太陽死亡所帶來的威脅?

  “地球也許會逃過,但地球的生命應該逃脫不了,因為到那個時候,變成紅巨星的太陽,離地球非常近,會把地球烘烤。”謝基偉說。

  中科院國家天文臺首席研究員、西華師范大學物理與空間科學院天文系主任鄧李才表示,如果地球在未來幾十億年都保持在當前的軌道上,那么,地球將處于稠密而熾熱的環境中。此時地球周邊的溫度甚至可能會超過1萬度。不僅如此,紅巨星階段的太陽會向外拋出大量熾熱物質,地球以固態形式持續存在的可能性幾乎為零。

【編輯:羅攀】


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