? ? ? ?這張插畫描繪的是,在新發(fā)現(xiàn)的恒星系統(tǒng)中,一塊行星碎片繞著一顆白矮星公轉(zhuǎn)。
1995年,地面上的一架望遠(yuǎn)鏡收到了來(lái)自幾百光年外的一個(gè)微弱信號(hào),一個(gè)長(zhǎng)期懸而未決的問(wèn)題有了答案。這架望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到第一顆地外行星繞著與太陽(yáng)類似的恒星公轉(zhuǎn)。這個(gè)破天荒的發(fā)現(xiàn),證明了太陽(yáng)系之外確實(shí)存在行星,而且還暗示存在更多系外行星。
此后,天體物理學(xué)家在銀河系中確認(rèn)了將近4000顆系外行星繞著恒星公轉(zhuǎn)。與我們的太陽(yáng)一樣,這些恒星也大多處在生命周期中的主序星階段。這一階段持續(xù)數(shù)十億年,在此期間,恒星健康地燃燒著,發(fā)光發(fā)熱。
但最近,研究人員又發(fā)現(xiàn)一顆行星體近距離地繞著一顆白矮星公轉(zhuǎn),而白矮星是燃燒殆盡、瀕臨死亡的恒星。上周,該研究成果發(fā)表在了《科學(xué)》上。這一系列發(fā)現(xiàn)史無(wú)前例,讓我們得以一窺將來(lái)太陽(yáng)開始死亡時(shí)我們地球宿命。
在英國(guó)華威大學(xué)天體物理學(xué)家Christopher Manser的帶領(lǐng)下,這支團(tuán)隊(duì)運(yùn)用光譜學(xué)的方法,收集并分析了來(lái)自白矮星周圍氣體盤光線的不同波長(zhǎng),從而發(fā)現(xiàn)了這顆巖質(zhì)天體。這是該方法首次用于鑒別繞白矮星公轉(zhuǎn)的行星體。
Christopher Manser在郵件中介紹,該團(tuán)隊(duì)使用位于西班牙的加那利大型望遠(yuǎn)鏡,觀測(cè)“氣體盤中的鈣所發(fā)出的光的顏色,然后,每隔兩到三分鐘收集一次光譜?!碑?dāng)氣體盤與地球的距離忽近忽遠(yuǎn)時(shí),光線會(huì)發(fā)生微妙變化。研究人眼運(yùn)用這種技術(shù)探測(cè)到了這種變化。這種色移叫作“多普勒擺動(dòng)(Doppler wobble)”,類似于聲學(xué)上的“多普勒效應(yīng)”,比如火車進(jìn)站時(shí)汽笛聲發(fā)生的變化。
“就我們的探測(cè)而言,我們根據(jù)這種顏色變化,鑒別出有一顆行星體在氣體盤中公轉(zhuǎn),周期為2小時(shí)?!痹搱F(tuán)隊(duì)將這顆天體歸類為行星體是因?yàn)樗某叽缦鄬?duì)較小。
行星重構(gòu)
科學(xué)家研究系外行星的一大部分原因是為了更多地了解我們太陽(yáng)系的演化。如果正如Manser所想,這顆行星體曾經(jīng)與地球類似,那么,結(jié)局無(wú)疑很冷酷。
當(dāng)這顆行星體所環(huán)繞的恒星開始耗盡燃料并膨脹時(shí),正如多數(shù)與太陽(yáng)一樣的恒星到達(dá)生命終點(diǎn)時(shí)那樣,其巨大的引力會(huì)撕裂任何較近的行星,使行星只剩下巖質(zhì)內(nèi)核,并產(chǎn)生碎屑盤。Manser懷疑,我們的地球也將面臨相似的命運(yùn)。
他說(shuō):“大約五十億年后,當(dāng)太陽(yáng)最終耗盡燃料并膨脹時(shí),它將吞沒(méi)水星、金星,并很可能吞沒(méi)地球。不過(guò),火星、木星、土星和小行星帶上的天體,可能會(huì)在整個(gè)過(guò)程中幸存下來(lái),不過(guò),它們的公轉(zhuǎn)軌道會(huì)稍微變大一些,因?yàn)樗鼈冎械哪承┨祗w會(huì)喪失質(zhì)量,而太陽(yáng)最終也會(huì)變成一顆白矮星?!?/p>
不過(guò),據(jù)天體物理學(xué)教授、美國(guó)康奈爾大學(xué)卡爾薩根研究所所長(zhǎng)Lisa Kaltnegger(并未參與本研究)說(shuō),這事兒可能還有光明的一面。如果繞白矮星公轉(zhuǎn)的行星體發(fā)生碰撞,它們最終可能會(huì)合并成為新的、穩(wěn)定的行星。她對(duì)這種可能性的研究表明,這種重構(gòu)的行星甚至可能是宜居的。
她在郵件中寫道:“當(dāng)白矮星進(jìn)一步冷卻之后,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),此類行星能夠維持溫和的條件長(zhǎng)達(dá)幾十億年?!迸e個(gè)例子,盡管這顆新行星誕生之處可能會(huì)喪失表面的水,但攜帶水的彗星可能會(huì)撞擊這顆行星,帶來(lái)生命之源。因此,她說(shuō):“與炎熱干涸的死亡星球不同,最終形成的行星上,生命可能會(huì)從頭來(lái)過(guò)?!?/p>
“這篇研究論文先定了調(diào),確定了年輕白矮星周圍的行星體如何變成行星?!?/p>
眼下,Manser希望把這種光譜學(xué)方法用于研究其它擁有氣體盤的恒星系統(tǒng)。它們可能包含更多行星體,能幫我們填補(bǔ)我們對(duì)行星生命周期的理解空白,他說(shuō):“下一步,我們將搜尋更多這類行星?!?/p>
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