天文学家发现白矮星周围第二代行星的证据

摘要

天文学家在白矮星HS 0209+0832周围检测到潜在木星大小行星的化学特征。
该行星可能由垂死恒星抛射出的碎片形成，含有岩石行星中不存在的元素，如铌。
研究表明，随着白矮星冷却，该行星可能幸存并进入稳定的宜居带。
这将是白矮星周围首颗得到证实的第二代行星，挑战了此前关于恒星死亡的模型。

天文学家发现了化学证据，表明一颗气态巨行星可能是由垂死恒星抛射出的物质形成的。这项发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）期刊上的研究指出，在距离地球数百光年的白矮星HS 0209+0832周围，可能存在一颗第二代行星。

垂死恒星的化学指纹

研究团队分析了美国国家航空航天局（NASA）的哈勃（Hubble）和TESS望远镜的数据。虽然目前没有任何天文台直接拍摄到这颗行星，但落入白矮星的碎片化学成分提供了强有力的间接证据。大多数白矮星显示出与岩石行星或普通陨石相匹配的化学特征，但HS 0209+0832呈现出独特的混合特征。

研究人员发现，几乎不存在硅或铁，而这两种元素是地球等岩石行星的主要成分。相反，他们检测到了碳、镍、铜、锌和铌。铌的存在尤为重要，因为恒星在其生命周期的晚期会合成大部分这种元素，并在其抛射外层时将其散布到太空中。

威斯康星大学（University of Wisconsin）的理论天体物理学家、该研究的合著者尼古拉斯·斯通（Nicholas Stone）表示：“这些重元素只能在垂死恒星内部短暂出现的奇特条件下合成。铌的存在是这些‘死亡’挣扎以及垂死恒星内脏被抛入太空的标志。”

由恒星碎片形成

该研究提出，随着恒星老化成为红巨星，它抛射出了自己的外层。如果有一颗伴星紧密环绕，它可能有助于将这些抛射物质塑造成一个扁平的旋转盘。从这个盘中，一颗大小与木星相当的气态巨行星可能已经凝聚而成。

华威大学（University of Warwick）的博士生、第一作者杰米·威廉姆斯（Jamie Williams）描述了这对恒星演化的意义。他在一份声明中表示：“白矮星阶段不再仅仅是恒星及其行星故事的尾声，这项研究指出，我们熟悉的系统可能只是潜在更漫长故事的第一章，其中会出现一些新角色。”

对宜居性的影响

这颗候选行星目前正因年轻白矮星（约500万岁）的剧烈热量而失去其大气层。然而，研究团队认为，随着白矮星冷却并趋于稳定，这颗行星可能会进入一个稳定的宜居带。

圣路易斯华盛顿大学（Washington University in St. Louis）的行星科学家兹凡·林（Zifan Lin）在相关的评论中指出，白矮星体积较小，使得研究环绕行星的大气层变得更加容易。林写道，对于一颗位于舒适距离的岩石地球大小行星，詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）只需几次过境即可检测到水、二氧化碳以及可能的生命迹象。

威廉姆斯说：“如果第二代行星存在，我认为它很可能幸存下来。”

为何重要

这一发现挑战了行星系统在恒星死亡时终结的传统观点。如果得到证实，这将是白矮星周围第二代行星的首个证据，扩展了宇宙中行星形成和宜居性的潜在时间线。此前，此类行星仅与脉冲星（一种不同类型的坍缩恒星）相关联。

来源（英文）

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