《星球大战》中摧毁行星的死星可能是虚构的,但一颗寿命将尽且仅比地球稍大的恒星可能是现实世界中的双胞胎:这颗恒星目前正在一点一点地摧毁和瓦解一颗环绕行星。
这颗命运多舛的行星天体及其碎片大约有得克萨斯州或矮行星谷神星(地球太阳系中最大的小行星)那么大,它将在大约一百万年内完全被摧毁。研究人员表示,科学家们观察到该天体瓦解,将获得有史以来最好的太阳系死亡景象,并一窥我们自己星系可能的未来。
科学家们使用美国宇航局的开普勒太空望远镜观察到这颗正在崩塌的行星,并通过地面观测提取了更多细节。研究人员在一项新的研究中报告称,这标志着科学家们首次看到行星天体围绕一颗微小的、微弱的白矮星(行星的摧毁者)运行。[信息图:如何区分恒星类型]
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
哈佛-史密森天体物理学中心的研究生、新研究的主要作者安德鲁·范德堡在一份声明中表示:“这是人类前所未见的景象。“我们正在目睹一个太阳系被摧毁。”
范德堡告诉Space.com:“我们看到的是一颗正在瓦解的行星的碎片,它正在被[白矮星的]星光汽化并正在失去质量。“蒸汽正在流失到轨道中,并凝结成尘埃,然后阻挡星光。”
研究人员表示,观察到来自分解物体的尘埃改变了来自白矮星的光线,这是理解恒星和环绕它们的行星的一个重要里程碑。
恒星之谜
随着恒星变老,它会向外膨胀成巨大的红巨星,吞噬任何在其附近轨道运行的物体。研究人员表示,就地球太阳系而言,太阳将在大约50亿年后膨胀并吞噬水星、金星,甚至可能是地球。
最终,一颗老恒星会耗尽燃料;然后,它将其巨大的外层包层抛入太空,其核心收缩成一颗小的、致密的白矮星。(白矮星是大小接近我们太阳的恒星的最终形式,而更大的恒星则以超新星爆炸结束。)
任何比氢或氦重的元素都应该很快被吸入白矮星的中心,但随着天文学家学会更近距离地观察,他们注意到了一些奇怪的事情:许多白矮星的 атмосферы 中仍然以某种方式含有镁和铁等重元素,而这些元素本应被拉入内部。因此,天文学家推测,一定有某种东西不断地将这些元素添加到表面。
一些天文学家怀疑,围绕白矮星运行的行星和其他天体,由于恒星质量的损失而被撞离轨道,可能会相互碰撞并破碎成类似小行星的碎片,如果这些碎片离得太近,就会被白矮星的引力撕裂。然后,这些碎片将形成一个尘埃盘,尘埃盘将落入恒星,补充其金属供应。
天文学家在某些情况下注意到,这些尘埃面纱的成分非常像行星。但由于没有人见过破碎的行星本身在白矮星周围经过,这仍然是一个有根据的猜测。
看到奇怪的信号
现在,范德堡的研究小组在开普勒太空望远镜在K2任务期间探测到的白矮星光线的周期性下降和重新出现中,发现了这样的特征。白矮星很小,因此当物体绕其轨道运行时,这种“凌星”现象发生得很快,而且很容易错过。
但由于白矮星非常小,经过的天体可以阻挡更多的光线,并使变化更加明显。这颗特殊的白矮星位于室女座,距离地球约 570 光年,该天体在其恒星轨道上的距离约为 520,000 英里(837,000 公里),是地球到月球距离的两倍多,研究人员在声明中表示。
通过结合来自地面望远镜的数据,该小组能够拼凑出更详细的天体在恒星前方经过的景象。凌星现象非常短暂,证实了被阻挡的东西非常小,就像白矮星一样。此外,凌星现象在随时间推移阻挡的光量方面是不对称的,这为研究人员提供了解释这种情况的关键线索。
范德堡说:“白矮星凌星现象不是由一颗固态行星造成的,而是一颗行星造成的,这颗行星拖着一条尘土飞扬的彗星状尾巴。”这条尾巴,而不是仅仅是一个孤立的轨道物体,会使星光随时间不均匀地变化。范德堡说,可能有几个碎片正在进行旅程并进入天文学家的视野。
最终支持这一结论并将所有观测结果整合在一起的数据在凌晨 1 点通过电子邮件发送给了范德堡,就在他要睡觉之前,他说,接下来的五个小时他都醒着,因为这些数据“太令人兴奋、太令人震惊了”。研究人员首次在夜空中直接证实了关于白矮星系统如何演化的 10 年历史的理论。
新观点
范德堡说,其他研究人员也对这一发现感到同样兴奋,几乎所有人都对究竟发生了什么提出了自己的理论。
英国华威大学天文学家、一篇伴随新结果的“新闻与观点”专栏的作者弗朗西斯卡·法埃迪说:“我们从未见过这样的事情,”该结果于今天(10 月 21 日)在《自然》杂志在线发表。
她告诉 Space.com:“这是已知的第一个在宿主恒星周围诞生、生存和[垂死]的天体——这非常酷。”
通过观察行星天体在白矮星周围解体,研究人员将能够了解其内部的不同元素,因为它正在瓦解。与围绕更大的恒星运行相比,他们还将能够更轻松地研究其大气层——仅仅是因为它覆盖了更多的恒星,并为今天的技术分析创造了更大的信号。通过在开普勒数据中找到白矮星凌星现象,研究人员将获得迄今为止对这类系外行星最接近的观察。[最奇异的系外行星(图集)]
法埃迪说:“最后,白矮星周围也引起了一些轰动。“它们值得。”
她补充说,看到如此矮星周围行星系统的最后阶段至关重要。“如果我们不了解系外行星是如何形成的、它们是如何动态演化的以及它们是如何死亡的,我们就无法对系外行星有一个清晰的认识,我们就无法理解系外行星,”法埃迪说。
虽然他们正在研究这些系统,但这些系统为天文学家提供了关于当太阳变成地球自己的“死星”时会发生什么的线索。当然,到那时,地球将在太阳膨胀成红巨星后被烧成焦炭,如果不是完全吞没的话。但至少它不会屈服于黑暗面。
版权所有 2015 年 SPACE.com,一家 Purch 公司。保留所有权利。未经许可,不得发布、广播、改写或重新分发此材料。