《星球大战》中毁灭地球的死星可能是虚构的,但一颗生命行将终结、只比地球稍大一点的恒星可能是它在现实世界中的孪生兄弟:这颗恒星目前正在一点一点地摧毁并分解一颗轨道行星。
这个命运多舛的行星体和它的残骸大小与德克萨斯州或太阳系中最大的小行星——矮行星谷神星(Ceres)差不多,它将在大约100万年内被完全摧毁。研究人员说,科学家们通过观测这个天体的解体,将会对太阳系的死亡有一个前所未有的最好的了解,并对我们自己的系统可能的未来有一个了解。
科学家们使用美国宇航局的开普勒太空望远镜观测到了这颗正在陨落的行星,并通过地面观测获得了更多的细节。研究人员在一项新的研究中报告说,这是科学家们第一次看到一个行星体环绕着一个微小的、微弱的白矮星(行星的毁灭者)。
“这是人类以前从未见过的,”哈佛-史密森天体物理中心的研究生、这项新研究的主要作者安德鲁·范德堡(Andrew Vanderburg)在一份声明中说。“我们正在看着一个太阳系被摧毁。”
范德堡告诉Space.com网站:“我们看到的是一颗正在解体的行星的碎片,它正在被(白矮星的)星光蒸发,并正在失去质量。”“水蒸气正在进入轨道,然后凝结成尘埃,挡住了星光。”
研究人员说,观察来自分解物体的尘埃改变白矮星发出的光是理解恒星和围绕它们运行的行星的一个重要里程碑。
的神秘
当一颗恒星变老时,它会向外膨胀成一颗巨大的红巨星,吞噬任何离它太近的轨道。研究人员说,以地球的太阳系为例,太阳将在大约50亿年后发展到吞没水星、金星和地球。
最终,一颗老恒星耗尽了燃料;然后,它将其巨大的外膜剥离到太空中,其核心收缩成一个小而稠密的白矮星。(白矮星是接近太阳大小的恒星的最终形态,而大得多的恒星最终会发生超新星爆炸。)
任何比氢或氦更重的元素很快就会被吸进白矮星的中心,但当天文学家们仔细观察时,杏耀平台他们注意到一个奇怪的现象:许多白矮星的大气中仍然含有镁和铁等重元素,它们本应被拉向内部。所以,天文学家推测,一定有什么东西不断地把这些元素添加到表面。
一些天文学家怀疑,围绕白矮星旋转的行星和其他天体,由于白矮星失去质量而失去平衡,可能会相互碰撞,并粉碎成类小行星的碎片,
杏耀总代理q3451-8577谈天 ,如果它们离得太近,就会被白矮星的引力拉开。然后,这些碎片会形成一个星盘,尘埃会落进恒星,补充它的金属供应。
天文学家已经注意到,在某些情况下,这些尘埃面纱的组成非常像行星。但是,由于没有人看到过这些破碎的行星自己绕着白矮星转,所以这仍然是一个有根据的猜测。
现在,范德堡的研究小组已经发现了这样一个信号:开普勒太空望远镜在执行K2任务时捕捉到的白矮星的光,会反复出现并下降。白矮星很小,所以这种“凌日”在物体环绕它们时发生得很快,很容易被错过。
但是因为白矮星很小,经过的星体可以阻挡更多的光,使变化更加明显。研究人员在一份声明中说,这颗位于处女座的白矮星距离地球约570光年,围绕它的恒星运行的距离约为52万英里(83.7万公里),是地球到月球距离的两倍多。
通过整合来自地面望远镜的数据,研究小组能够拼凑出经过恒星前方的物体的更详细的图像。这次凌日非常短暂,证实了被挡住的东西非常小,就像一颗白矮星。此外,随着时间的推移,它们阻挡的光量是不对称的,这为研究人员解释这一现象提供了一条关键的线索。
范德堡说:“这颗白矮星不是被一颗固体行星凌日,而是被一颗拖着尘埃状彗星尾巴的行星凌日。”这条尾巴,而不是一个孤立的轨道运行的物体,会使星光随着时间不均匀地改变。范德堡说,可能有几个碎片踏上了旅程,进入了天文学家的视野。
最终支持这一结论并将所有观察结果汇总在一起的数据于凌晨1点通过电子邮件发送到了范德堡大学。在接下来的5个小时里,他没有睡觉,因为数据“太令人兴奋了,太令人震惊了,”他说。研究人员首次看到了10年前提出的白矮星系统如何在夜空中直接进化的理论。
新观点
范德堡说,其他研究人员对这一发现也有类似的热情,而且几乎所有人都对正在发生的事情有自己的理论。
英国华威大学的天文学家弗朗西丝卡·费迪说:“我们从来没有见过这样的事情。”弗朗西丝卡·费迪在10月21日的《自然》杂志网络版上发表了这一新发现的“新闻和观点”专栏。
她告诉Space.com:“这是已知的第一个在主星周围诞生、存活和死亡的天体,这非常酷。”
通过观察白矮星周围的行星体分裂,杏耀研究人员将能够在它分裂时了解到它内部的不同元素。他们也将能够更容易地研究它的大气层,而不是绕着一颗更大的恒星运行,因为它覆盖了更多的恒星,并产生了更大的信号,以供今天的技术分析。通过在开普勒的数据中发现白矮星的凌日现象,研究人员将对这些系外行星进行迄今为止最密切的观察。
费迪说:“最终,白矮星在它们周围引起了小小的骚动。”“他们应得的。”
她补充说,观察围绕这样一颗矮星的行星系统的最后阶段是关键。“我们无法获得系外行星的清晰图像,我们无法理解系外行星,除非我们了解它们是如何形成的,它们是如何动态演化的,以及它们是如何死亡的,”Faedi说。
在此过程中,这样的系统会给天文学家一些提示,告诉他们当太阳成为地球自己的“死星”时会发生什么。当然,到那时,地球如果没有被完全吞没,也会随着太阳膨胀成红巨星而被烧成一片焦土。但至少它不会屈服于黑暗的一面。