绕“垂死”恒星运行的行星残骸为太阳系的最后演化阶段提供哪些线索?

ViviancnBeta


科学家们已经发现了他们认为的超密集的“金属残骸”,该行星残骸绕着一颗濒临死亡的恒星运行。这一发现提供了一个诱人的一瞥,可以看到我们的太阳系在遥远的未来可能遭遇的“命运”,当我们的太阳在大约五十亿到六十亿年后转变为白矮星时。

这项新研究的重点是白矮星SDSS J122859.93 + 104032.9,它正在银河系内运行,距离地球大约410光年。与太阳相比,白矮星是一种低光度、高密度的恒星。

当我们的恒星消耗掉它的最后“核燃料”时,它会膨胀成为一颗巨大的红巨星,随后将外层物质抛离出去。当这个戏剧性的过程顺利进行时,曾经伟大的恒星所剩下的一切将是一个小的、超密集的核心,天文学家称之为白矮星。

这种转变对我们太阳系的行星来说将是灾难性的。当太阳转变成一颗红巨星时,它会膨胀到地球的当前轨道。这可能是我们地球的终点,而且肯定会导致水星和金星的灭亡。

在成为白矮星后,剩下的大型行星(包括土星和木星)可能会将较小的天体推向与恒星紧密相邻的位置,在那里它们将被撕裂并形成一个圆盘。通过观察已经转变的白矮星,以及曾经绕其运行的行星遗留下来的东西,天文学家可以更深入地了解我们太阳系在其老年时期的可能性。

天文学家使用加那利大型望远镜的光谱功能观测到SDSS J122859.93 + 104032.9 。在2017年4月20日至2018年5月2日期间,共观察了白矮星五个晚上。

该研究的作者估计,急需一个昵称的SDSS J122859.93 + 104032.9的体积曾经大约是太阳的两倍。然而,在成为白矮星后,其现在的体积可能与地球相当。

SDSS J122859.93 + 104032.9的质量相当于太阳的70%左右,它的重力影响大约是我们星球的10万倍。SDSS J122859.93 + 104032.9被一团尘埃和气体所包围,太阳系的“残骸”被垂死的恒星的引力破坏。然而,研究人员惊讶地发现了他们认为是白矮星周围碎片中行星残骸的特征。

华威大学物理系教授、该研究合著者Boris Gaensicke教授表示:“我们发现的星子深入到白矮星的引力井中,比我们期望找到任何仍然活着的东西更接近它。这是唯一可能的,因为它必须非常密集或很可能具有将其固定在一起的内部强度,所以我们认为它主要由铁和镍组成。”

行星残骸被发现在其恒星的原始半径范围内运行,并且很可能是一个曾经大得多的行星的核心,它的地壳和地幔被白矮星的重力潮汐撕裂。

“如果它是纯铁,它可以在它现在的地方生存,但同样它可能是一个富含铁但具有内部力量将它固定在一起的物体,这与行星核心是一个相当大的行星核心片段是一致的,“Gaensicke说。“如果正确的话,原来的行星直径至少有几百公里,因为只有在这一点上,行星开始分化 - 就像水上的油一样 - 并且更重的元素下沉形成金属核心。”

除了提供我们家庭太阳系最终演化阶段的一瞥外,这一新发现还可以帮助天文学家了解潜伏在SDSS J122859.93 + 104032.9碎片盘外部的行星类型,这些行星无法直接探测到。

该论文发表在《科学》杂志上。


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