作者:许悦 来源:中国科学报 发布时间:2024/2/1 17:09:34
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白矮星周围可能有幸存行星

 

科学家预测,再过大约50亿年,太阳将膨胀成一颗红巨星。这是恒星生命周期中一个非常不稳定的阶段,导致太阳可能会吞噬水星、金星,甚至地球。即使是未被吞噬的其他外行星,最终也可能被拉入或弹出太阳系。

但近日一项公布于预印本平台arXiv的新研究表明,这些行星也许能够完好无损地“活”下来。利用美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),天文学家首次对太阳系中类似围绕白矮星运行的行星直接成像。这些行星的轨道与外太阳系中的巨行星相似——大到足以逃离红巨星地狱。相关研究成果将发表于《天体物理学杂志快报》。

白矮星是类太阳恒星膨胀成红巨星阶段结束后形成的。天文学家观察到了发出微弱光亮的白矮星周围幸存行星的迹象。比如,一些白矮星的大气层似乎被岩石污染,这表明其周围那些看不见的行星不断将彗星和小行星拉过来。还有一些白矮星会周期性变暗,这表明它们被轨道上的行星遮住了。

2011年,NASA的斯皮策空间望远镜发现了一颗围绕白矮星运行的潜在行星。但它的轨道半径巨大,是地球到太阳距离的2500倍。距离白矮星较近的行星的运行轨道更像木星和土星的,直到现在都没有被发现。

白矮星附近是寻找行星的好地方。白矮星的亮度只有太阳的1%,这使得望远镜更容易捕捉到周围行星的微弱光芒。

美国空间望远镜研究所的天文学家Susan Mullally和同事利用JWST研究了距离地球75光年以内的4颗白矮星。在其中两颗白矮星周围,研究小组发现了疑似行星的天体。其中一颗天体的质量是木星的1.3倍,围绕其恒星运行,轨道类似土星,另一颗质量是木星的2.5倍,轨道略大于海王星。

“这是我们发现的第一个真正表明类似木星和土星的行星可以在它们的‘太阳’变成白矮星的过程中幸存下来。”Mullally说。

不过,研究人员还不能确定这些天体就是行星而不是背景星系。他们表示,弄错的概率很低,大约为1/3000。

研究白矮星周围行星的英国伦敦大学学院的Jay Farihi说,为了得到确切答案,Mullally需要证据证明这些类似行星的天体与其恒星的联系,“要确保它们在一起移动”。

为此,Mullally将申请更多使用JWST的时间,以进行后续观察。如果上述行星的结论得到证实,表明有大量此类行星可供JWST观测。

相关论文信息:https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.13153

 
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