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一颗环绕白矮星的迷你行星或许能透露地球的最终宿命

这张艺术家的想象图描绘出新发现的恒星系统,有块行星碎片绕着白矮星公转。 ILLUSTRATION BY UNIVERSITY OF WARWICK/ MARK

这张艺术家的想象图描绘出新发现的恒星系统,有块行星碎片绕着白矮星公转。 ILLUSTRATION BY UNIVERSITY OF WARWICK/ MARK GARLICK

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:NADIA DRAKE 编译:邱彦纶):天文学家发现一颗环绕白矮星的岩石球体,这可能揭露了50亿年后的太阳系面貌。

1995年,在地球表面的一架望远镜收到了来自数百光年外微弱的摆动讯号,因此解答了困惑人类已久的宇宙谜团。 原来这架望远镜所探测到的,是第一颗绕着类太阳恒星公转的系外行星。 这个破天荒的发现,证明了在太阳系之外的确有行星存在──而且可能为数不少。

在这之后,天文物理学家在银河系里,发现了将近4000颗绕着恒星公转的系外行星。 这些恒星和我们的太阳一样,也处在生命周期中的主序星(main sequence stars)阶段。 恒星在这个时期会稳定地燃烧并发光发热,通常持续达数十亿年之久。

但最近研究人员竟发现,有颗行星体近距离地绕着白矮星(white dwarf)公转,白矮星是燃烧殆尽、濒临死亡的恒星。 这项研究成果发表在四月出版的《科学》(Science)期刊。 这个史无前例的发现,让我们得以一窥将来太阳开始走向灭亡之时,地球的可能宿命。

这个研究团队是由英国华威大学(University of Warwick)的天文物理学家克瑞斯托福. 曼瑟(Christopher Manser)领军,他们利用光谱学的方法,收集并分析了来自白矮星周围气体盘内不同波长的光线,因而发现了这颗岩质天体。 这是科学家首度使用这种方法,来确认绕着白矮星公转的行星体。

曼瑟在电子邮件中说明,他们的研究团队使用位于西班牙帕马(La Palma)的加那利大型望远镜(Gran Telescopio Canarias),观测「气体盘中的钙所发出光的颜色,并且每隔两到三分钟就收集一次光谱。 」这样的技术让科学家得以侦测到气体盘远离及接近地球时,光线颜色所发生的微小变化。 这种颜色的变化称为「都卜勒摆动」(Doppler wobble),与声音的「都卜勒效应」(Doppler effect)类似,也就是警车呼啸而过时,鸣笛所发生的声调变化。

曼瑟表示,「以我们的探测来说,我们根据颜色的变化而确认出有颗微行星以两小时的周期在气体盘中公转。 」因为这个天体的尺寸相对较小,因此研究团将它归类为微行星。

重构行星

科学家为什么要研究系外行星呢? 其中很大部分的原因,是为了更了解我们太阳系的演化。 如果正如曼瑟所想,这颗微行星过去曾经是颗像地球这样的行星,那么结果可能很残酷。

当这颗行星体所环绕的恒星开始耗尽燃料并膨胀时──就如同大多与太阳类似的恒星面临生命终点时那样,巨大的引力会撕裂距离较近的行星,让行星只剩下岩质的内核,并且产生碎屑盘。 曼瑟怀疑,我们的地球也将面临相似的命运。

他说:「在大约50亿年后,太阳最后会耗尽燃料并且膨胀,那时它将吞没水星、金星,而且很有可能也会吞没地球。 但火星和其他包括木星、土星、小行星带在内的其他天体,可能会在整个过程中幸存下来。 不过,这些天体可能会因为损失部分的质量,使得公转轨道稍微变大一些。 而最后,太阳会变成一颗白矮星。 」

不过,根据未参与本研究的天文物理学教授──美国康乃尔大学(Cornell University)卡尔. 萨根研究所(Carl Sagan Institute)所长莉萨. 卡尔特内格(Lisa Kaltnegger)的说法,这样的研究可能还是有光明面存在。 如果绕白矮星公转的微行星发生碰撞,最后可能会合并成为稳定的新行星。 她研究了这样的可能性,结果显示这些重构的行星甚至可能适合生命居住。

她在电子邮件中写道:「我们发现,当白矮星更为冷却之后,这样的行星能够维持温和的条件长达几十亿年。 」举例来说,尽管这颗新行星诞生之处的剧烈环境可能会让行星表面的水消失无踪,但之后可能仍会有富含水分的彗星撞击这颗行星,重新带来生命起源所需的液体。 因此,她说:「与炎热干涸的死亡星球不同,在这颗行星上,生命可能会全部从头来过。 」

「这篇论文可以说是先拼起了整个谜团的第一片拼图,确定在年轻白矮星周围的微行星如何变成行星。 」

现在,曼瑟希望把这种光谱学的方法应用在其它也有气体盘的恒星系统。 这些恒星周围可能有更多的微行星,能帮助我们了解行星的生命周期,他说:「接下来,我们希望能找到更多这样的行星。 」




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