科学家首次在死亡恒星的宜居区观察到行星体：可能存在水和生命

发表于 3年以前 | 总阅读数：703 次

白矮星是燃烧完所有氢燃料的恒星的炽热余烬。几乎所有的恒星，包括太阳，最终都会变成白矮星，但科学家们对它们的行星系统知之甚少。

在发表在《皇家天文学会月刊》上的这项研究中，一个国际研究小组利用来自地面和天基望远镜的数据，测量了来自银河系中一颗名为WD1054-226的白矮星的光线。

令他们惊讶的是，他们发现了明显的光晕，相当于每25小时有65个均匀分布的行星碎片云围绕着这颗恒星运行。研究人员总结说，这些凌日结构的精确规律性--每23分钟使恒星的光线变暗--表明它们被附近的一颗行星保持在这样一个精确的排列中。

主要作者Jay Farihi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区检测到任何种类的行星体。”

“我们观察到的月亮大小的结构是不规则的和有灰尘的（如彗星状），而不是固体的球形体。它们的绝对规律性，每23分钟就有一个在恒星前面经过，是我们目前无法解释的一个谜。”

“一个令人兴奋的可能性是，这些天体被保持在这样一个均匀的轨道模式中，是因为附近行星的引力影响。如果没有这种影响，摩擦和碰撞将导致这些结构分散，失去观察到的精确的规律性。这种‘牧羊人’的先例是海王星和土星周围的卫星的引力帮助创造了环绕这些行星的稳定的环形结构。”

“在宜居区出现一颗行星的可能性是令人兴奋的，也是出乎意料的；我们并没有在寻找这个。然而，重要的是要记住，要确认一颗行星的存在，需要更多的证据。我们无法直接观察到这颗行星，所以确认可能要通过比较计算机模型和对恒星及轨道碎片的进一步观察来实现。”

预计围绕白矮星的这一轨道是在其生命的巨星阶段被扫清的，因此任何有可能承载水从而有生命的行星都是最近的发展。该地区将至少在20亿年内适合居住，包括至少在未来10亿年内。95%以上的恒星最终会变成白矮星。例外的情况是最大的恒星爆炸，成为黑洞或中子星。

Farihi教授补充说：“由于我们的太阳将在几十亿年后成为白矮星，我们的研究为我们自己的太阳系的未来提供了一瞥。”

当恒星开始耗尽氢气时，它们会膨胀和冷却，成为红巨星。太阳将在40到50亿年后进入这一阶段，吞噬水星、金星，可能还有地球。一旦外部物质被轻轻吹走，氢气被耗尽，恒星的热核心仍然存在，在数十亿年中慢慢冷却--这就是恒星的白矮星阶段。

观察围绕白矮星运行的行星对天文学家来说具有挑战性，因为这些恒星比主序星（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（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WD1054-226，使用固定在智利La Silla天文台的ESO 3.5米新技术望远镜（NTT）上的ULTRACAM高速相机记录了它18个晚上的光线变化。为了更好地解释光线的变化，研究人员还查看了来自美国宇航局凌日系外行星勘测卫星（TESS）的数据，这使得研究人员能够确认该行星结构的轨道周期为25小时。

他们发现WD1054-226的光线总是在一定程度上被前面经过的巨大的轨道物质云所遮挡，这表明有一圈行星碎片围绕着这颗恒星运行。