科學家首次發現圍繞白矮星運轉的候選行星

2021-01-16 新浪科技

來源：新浪科技

WD 1856 b的藝術想像圖。它可能是一顆木星大小的行星，圍繞著比它小得多的主恆星——一顆暗淡的白矮星——運行。

新浪科技訊 北京時間9月18日消息，一顆恆星的死亡並不一定意味著圍繞其運轉的行星也會迎來末日。現在，科學家可能已經找到了直接的證據，證明行星可以在其母恆星死亡時不受到劇烈影響而存活下來。

一項新的研究報告稱，天文學家發現了一顆巨大行星正圍繞一顆白矮星運轉的跡象。白矮星具有極高的密度，被認為是中、低質量恆星演化階段的終點。換言之，它們是恆星死亡後留下的殘骸。

這顆被稱為WD 1856的白矮星是距離地球80光年的一個三星系統的一部分。這顆新發現的候選系外行星被稱為WD 1856 b，體積與木星相當，大約比白矮星大7倍，每34小時繞白矮星一圈。據估計，WD 1856 b的質量不會超過木星的14倍，其距離白矮星只有4個太陽半徑的距離（相當於水星到太陽距離的1/20）。

美國威斯康星大學麥迪遜分校的天文學助理教授、該研究的主要作者安德魯·范德伯格在一份聲明中說：「WD 1856 b以某種方式，在與白矮星非常近的距離上還能保持完好無損。」

「白矮星的形成過程會摧毀附近的行星，之後任何靠得太近的行星通常都會被這顆恆星巨大的引力撕裂，」範德伯格說，「對於WD 1856 b如何在沒有上述遭遇的情況下到達現在的位置，我們仍然有很多疑問。」

首次發現這類行星？

範德伯格及其同事利用美國國家航空航天局（NASA）的凌日系外行星巡天衛星（TESS）的數據，發現了WD 1856 b。TESS通過觀察凌日期間的微小亮度變化來尋找系外行星，其主要任務目標是調查地球附近300光年內的恆星系中是否有行星存在。

在NASA的斯皮策太空望遠鏡於2020年1月退役前不久，研究團隊還利用該天文衛星在紅外光下對WD 1856系統進行了研究。斯皮策望遠鏡的數據顯示，WD 1856 b本身並沒有發射紅外線，表明它是一顆行星，而不是一顆小質量恆星或褐矮星。褐矮星是一類介於最重的氣態巨行星和最輕的恆星之間的天體，屬於亞恆星天體。不過，WD 1856 b目前還只是候選行星，需要進一步的分析或觀察對其進行確認。

考慮到白矮星形成的過程，我們很難認為白矮星會成為TESS和其他行星搜尋任務的理想目標。當類太陽恆星的氫燃料耗盡時，它們會膨脹成紅巨星，吞噬並摧毀鄰近軌道上的任何東西。例如，大約50億年後，當太陽變成一顆紅巨星時，它將摧毀水星、金星，也許還有地球。紅巨星最終會坍縮成白矮星，其質量通常與太陽相當，但所形成的球體只比地球略大一些。

因此，科學家相當肯定地認為WD 1856 b並不是在它現在的位置上形成的；這個天體永遠都無法在WD 1856的紅巨星階段存活下來。研究小組的計算表明，WD 1856 b在誕生時，距離其主恆星的距離應該是目前所在位置的約50倍，然後向軌道內側遷移。

研究作者之一、夏威夷雙子星天文臺的助理天文學家許偲藝在同一份聲明中說：「我們很早就知道，在白矮星誕生後，小行星和彗星等遙遠的小天體向內散開在這些恆星周圍。它們通常會被白矮星的強大引力撕扯，變成一個碎片圓盤。」

「這就是當安德魯告訴我這個系統時，我如此興奮的原因，」許偲藝表示，「我們也看到了行星可能向內分散的跡象，但這似乎是我們第一次看到一顆行星完整地完成了整個過程。」

目前，科學家還不清楚是什麼推動了WD 1856 b向內移動。研究團隊成員在9月16日發表在《自然》雜誌在線版上的新研究中寫道，可能的原因包括來自WD 1856星系其他兩顆恆星的推動作用，或者是與入侵的其他恆星有過短暫互動。

但是，「最可能的情況是，在WD 1856 b的原始軌道附近，還存在著其他木星大小的天體，」論文合著者、美國加州理工學院的行星科學家朱麗葉·貝克（Juliette Becker）在同一份聲明中說，「如此巨大物體的引力影響，很容易產生推動行星向內移動所需的不穩定性。但在這一點上，我們更多隻停留在理論層面，數據還不夠充足。」研究人員表示，在WD 1856星系中可能存在著其他行星，儘管目前還沒有證據表明其存在。

倖存的巖石行星？

對行星科學家和天體生物學家來說，WD 1856 b的存在證據有著激動人心的影響。例如，如果一顆氣態巨行星能在類太陽恆星死亡後倖存下來，而它又能靠得足夠近以吸收大量的熱量，那麼對一顆類地巖石行星而言，是否也可以如此？

範德伯格等研究人員在另一篇論文中探討了這種可能性。這篇論文發表於9月16日的《天體物理學雜誌通訊》（The Astrophysical Journal Letters）。由康奈爾大學研究人員麗莎·卡爾特內格和瑞恩·麥克唐納領導的研究小組利用計算機模型，模擬了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在WD 1856系統適居帶軌道上運行時可能觀測到一顆假想的巖石行星。適居帶指的是一個合適的軌道距離範圍，在這個範圍內的行星表面，液態水可以穩定存在。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是一臺紅外線太空望遠鏡，原計劃於2007年發射升空，但由於各種原因，導致項目嚴重超支，發射時間數次推遲。目前該望遠鏡的總耗資已達98億美元，根據計劃，它將於2021年10月發射。研究人員確定，只要詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測到5次凌日，就能夠發現這顆行星空氣中氧氣和二氧化碳的特徵。

卡爾特內格目前是康奈爾大學卡爾·薩根研究所的主任，她在聲明中說：「更令人印象深刻的是，詹姆斯·韋伯望遠鏡只需要觀察25次凌日，就可以探測到潛在表明該行星上生物活動的氣體組合。」

「WD 1856 b的存在表明行星可能在白矮星形成的動蕩歷史中倖存下來，」卡爾特內格補充道，「在合適的條件下，這些行星能夠維持有利的條件，使生命存活的時間比地球預期的時間更長。現在，我們可以對圍繞這些死亡星核運行的行星進行更多的探索，了解更多新奇有趣的可能性。」（任天）

相關焦點

  • 科學家首次發現圍繞白矮星運轉的候選行星
    它可能是一顆木星大小的行星，圍繞著比它小得多的主恆星——一顆暗淡的白矮星運行　　一顆恆星的死亡並不一定意味著圍繞其運轉的行星也會迎來末日。現在，科學家可能已經找到了直接的證據，證明行星可以在其母恆星死亡時不受到劇烈影響而存活下來。
  • 科學家發現第一個圍繞白矮星的巨型行星
    研究人員首次使用ESO的超大望遠鏡發現了與白矮星相關的巨型行星的證據。該行星在近距離內繞著熾熱的白矮星（類似太陽的恆星殘骸）繞行，導致其大氣層被剝奪並在恆星周圍形成氣體盤。這個獨特的系統暗示了我們自己的太陽系在不久的將來會是什麼樣子。
  • 天文學家發現了第一顆圍繞白矮星運行的行星
    藝術家描繪了一顆木星大小的行星圍繞著一顆白矮星運行。天文學家們發現，一顆木星大小的行星正繞著一顆白矮星運行。這一前所未有的發現表明，行星有可能可以在它們的母恆星劇烈的死亡爆發中倖存下來。想像一下，一顆大約和地球大小相當的、昏暗的晚期恆星，每34小時就有一顆巨大的木星大小的行星圍繞它運行，這絕對是一個奇怪的景象。較小但密度更大的天體，似乎控制著視覺上根本不匹配的天體形態。
  • 向死而生:人類首次發現一顆圍繞白矮星旋轉的完整行星
    ＂ 點擊「國家空間科學中心」關注我們吧 ＂ 「 在一項新的研究中，科學家第一次在一顆白矮星周圍發現了一個「完整的世界」 —— 一顆行星。
  • 科學家發現白矮星吞食行星碎片 預示太陽系未來
    科學家發現白矮星吞食行星碎片 預示太陽系未來 2015-10-23 09:36:37來源：中國新聞網作者：${中新記者姓名}責任編輯：孔慶玲天文學家認為，該行星是被白矮星的重力撕碎，形容這是人類首次「看著一個太陽系毀滅」，同時預示了當太陽變成白矮星後，地球可能面臨的最終命運。當一個質量不太大的恆星，例如太陽，耗盡它的所有燃料時，就會變成一個白矮星。恆星會首先膨脹成一個紅巨星，尺寸大到足以吞沒內行星(對於太陽系來說，就包括地球在內)，然後褪去外層物質，只留下一個很小、很緻密的核，重元素會被白矮星巨大的引力拖入恆星中心。
  • 科學家的藝術館｜罕見的白矮星和身旁行星
    但是有一種情況卻可以使白矮星活過來——當一顆白矮星與另一顆恆星極為貼近地環繞運行，白矮星會逐漸剝離低質量伴星（圍繞主星運轉的恆星）。長久以來，天文界普遍認為，恆星在瀕臨死亡中掙扎時，其附近的行星難逃毀滅的命運。恆星瀕臨死亡時，會像氣球一樣不斷向外膨脹，並逐漸接近或超過周圍行星的軌道，進而將行星「收入囊中」。因此，科學家此前從未在白矮星周圍觀測到過行星的存在。
  • 天文學家發現第一個已知的行星繞白矮星運行
    令人難以置信的是，圖像中的兩個物體實際上是接近比例的，因為白矮星的大小大致相當於地球。圖片：NASA / JPL根據最近發表的新研究，這種系統實際上存在。堪薩斯大學物理學和天文學助理教授，該研究的合著者伊恩·克羅斯菲爾德（Ian Crossfield）解釋說，這是行星首次繞白矮星運轉的明確發現。新發現的獨特之處在於，行星很大，凝聚力強，並且軌道相當穩定。
  • 恆星坍縮後，行星依然能生存，科學家首次發現這一罕見現象
    據報導，在近期發表在英國《自然》雜誌上的一篇文章，來自於美國的科學家團隊，通過觀測，第一次在宇宙中發現了一顆圍繞著白矮星運轉的，大小猶如木星一般的巨大行星，這也是人類歷史上的首次發現，這意味著，大質量行星可在恆星塌縮後繼續「生存」。
  • 恆星滅亡故事:白矮星軌道上發現行星碎片
    現在科學家稱這顆恆星為白矮星SDSS J122859.93 + 104032.9，本周發表在《科學》雜誌上的研究結果可以讓我們對地球的未來有了一個驚人的了解。研究人員發現，這個每兩個小時就圍繞恆星旋轉一次的物體，很可能是一顆被摧毀的行星的內核。
  • 科學家發現罕見一幕:白矮星的周圍,竟然也有行星存在
    而中等質量的恆星，則會變成中子星，小質量的恆星則會變成白矮星。白矮星的周圍有行星存在嗎？宇宙中的恆星系統數不勝數，當一顆恆星的周圍出現行星圍繞著它運行，即使是僅有一顆行星，恆星系統也正式建立。一般來說，最終會演化成白矮星的恆星，由於個頭很小，所以它們的壽命都普遍較長，一般都在百億年以上。
  • 大發現！科學家發現一顆巨大的行星在死星的屍體附近運行
    我們現在可能有直接的證據表明，行星能夠安然無恙地生存下來，而這正是導致它們的主星死亡的原因。一項新的研究報告稱，天文學家已經發現了一顆完整的巨型行星圍繞著一顆被稱為白矮星的超高密度恆星屍體旋轉的跡象。這顆被稱為wd1856的白矮星是距離地球約80光年的三星系統的一部分。
  • 天文學家團隊首次證明行星能夠存活於白矮星附近
    一個天文學家的團隊首次偵測到一顆行星以非常近的距離繞著一顆白矮星（white dwarf）旋轉，其旋轉周期為 34 小時。最令人興奮的是，這個發現指出行星最終是可以存在於白矮星的適居帶（habitable zone），也就是它們理論上能夠持續生命之處。
  • 當太陽最終變成白矮星,地球能否倖存?天龍座內首次發現真實案列
    據《天體物理學雜誌》近日刊文，一個國際天文學家小組利用美國宇航局的系外行星探測衛星（TESS）和退役的斯皮策太空望遠鏡，首次發現了第一顆圍繞白矮星運行的行星。研究認為這顆行星完好無損，而這顆白矮星的前身是一顆類太陽恆星，當它演化為白矮星時，目前的體積只比地球大了40%。這顆白矮星位于天龍座，距離地球80光年，是一個三星系統中的成員之一，年齡約為100億歲。
  • 白矮星周圍，被剝離外層的死亡行星內核，存活最長可達10億年！
    天文學家正計劃通過「調諧」白矮星發出的無線電波來尋找白矮星周圍系外行星的核心。在華威大學領導的一項新研究中，科學家們根據白矮星是否可能擁有現存的行星核心，以及我們能夠「收聽」的無線電信號強度，確定了開始搜尋的最佳候選白矮星。這項由英國皇家天文學會迪米特裡·韋拉斯博士(Dr.
  • 天文學家首次在另一個星系發現一顆候選行星
    自 1992 年以來，天文學家已經在銀河系內發現了數千顆行星。在其它星系裡，行星肯定也很普遍。但由於距離遙遠，要發現其它星系中的行星非常困難。現在，Harvard-Smithsonian 天體物理學中心的天文學家首次在另一個星系發現了一顆候選行星。
  • 港大太空研究實驗室成員與NASA聯合發現 首顆圍繞白矮星運行的完整...
    該望遠鏡為新發現的天文物體提供快速響應的光學追蹤，目前已升級至1.1米。圖片提供：Thomas G Kaye。由美國威斯康辛大學麥迪遜分校（University of Wisconsin-Madison）率領的國際天文團隊，於國際權威學術期刊《自然》發表一份重要研究報告，表述了一顆完整行星圍繞著小白矮星運行的發現，這顆行星有可能是首顆靠近白矮星運行而沒有被摧毀的特殊案例。
  • 科學家首次在死亡恆星附近發現倖存行星
    2020年9月17日，《自然》雜誌刊發了一項新研究，一支國際天文小組在美國宇航局NASA的凌日系外行星巡天衛星和斯皮策太空望遠鏡的幫助下，首次在死亡恆星——白矮星附近發現一顆完整的倖存行星。WD 1856運轉。
  • 2020年科學家發現除月球以外，又一顆行星圍繞地球運轉，已有3年
    首先，我們要明白圍繞地球轉的天體並不是只有月球一個，其實早在2006年的時候，科學家卡斯帕就發現了一顆直徑只有0.9米的小行星，但是它實在是太小太小了，要是不拿個放大鏡來看，可能壓根就不知道有它的存在。
  • 首度發現！巨大行星繞著小7倍死星公轉 詭異畫面曝光
    陳妙津 ／綜合報導印象中恆星系統都是由行星圍繞著巨大中心公轉，但近日卻有科學家發現，有顆巨大的行星圍繞著一顆俗稱「死星」的白矮星進行高速運轉，白矮星的體積僅比地球大一點，更比周圍環繞它的行星小上7倍，詭異的畫面堪稱奇觀。
  • 首次發現行星繞白矮星運行證據!天文學家:這給地球命運帶來希望
    當天文學家對7000多顆白矮星進行觀測研究的時候發現「WDJ0914+1914」呈現出不同的性質，因為從微弱變化的光線中檢測出了不同的微量化學元素，這在其它白矮星觀測中是不存在的。研究發現這些微量元素是從氣體盤中由外向內而來，這意味著還有一顆天體在環繞著白矮星運動，並且受其氣體盤的影響。