行星逃過劫難繞行死亡恆星 科學家首次發現

文/蕭路

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【大紀元2021年10月15日訊】恆星的衰老和死亡對其行星系統中的行星是個巨大災難。由於恆星死亡過程中會造成大量輻射甚至爆炸衝擊,大部分行星都無法倖存。

不過凡事都有例外。天文學家最近發現了第一個被確認的行星系統,其中有行星在恆星死亡的災難中倖存了下來,並仍然繞行恆星死亡後形成的白矮星

這個行星系統由一顆類似木星大小的行星和一顆白矮星組成。行星的軌道也類似木星,圍繞著我們銀河系中心附近的一顆白矮星旋轉。

該研究的主要作者、澳大利亞塔斯馬尼亞大學的博士後研究員約書亞·布萊克曼(Joshua Blackman)在一份聲明中說:「這一證據證實,以足夠大的距離繞行的行星在它們的恆星死亡後可以繼續存在。」「鑒於這個系統類似於我們自己的太陽系,這表明木星和土星可能會在太陽的紅巨星階段存活下來。」

「地球的未來可能不會那麼樂觀,因為它離太陽更近。」論文合作者、美國馬里蘭大學的大衛·貝內特(David Bennett)在上述聲明中說,「如果人類想在太陽在紅超巨星階段炸毀地球之前,移動到木星或土星的某顆衛星上,我們仍然會留在圍繞太陽的軌道上,儘管我們將無法依賴來自太陽的熱量,因為很長一段時間它都是白矮星。」

白矮星是像太陽這樣的恆星在死亡後產生的。在恆星生命周期的最後階段,恆星會燃燒掉其核心中的所有氫,然後膨脹成一顆紅巨星。然後它自己會坍縮成一顆白矮星,在那裡只剩下一個熾熱、緻密的核心。白矮星通常是地球大小,質量只有太陽的一半。

因為這些緻密的恆星屍體很小,不再有核燃料來發出明亮的輻射,所以白矮星很暗,很難被探測到。

利用位於美國夏威夷的凱克天文台(Keck Observatory)的激光導星自適應光學系統及其近紅外相機 (NIRC2)獲得的高分辨率近紅外圖像顯示,新發現的這顆白矮星大約為太陽質量的60%,其系外行星倖存者是一顆巨大的氣態行星,比木星質量大40%。

研究團隊利用了一種稱為引力微透鏡的現象發現了這顆行星。當靠近地球的恆星與更遠的恆星暫時對齊時,就會產生一種現象,即來自離我們更近的恆星的引力會扭曲光線,就像一個透鏡一樣,放大了來自遠處恆星的光。

如果同時還有一顆行星繞著較近的恆星運行,在其掠過恆星附近時暫時扭曲放大的光。

奇怪的是,當研究團隊試圖尋找這顆行星的宿主恆星時,他們意外發現星光不夠亮,不足以成為一顆普通的主序恆星。數據分析也排除了褐矮星作為宿主的可能性。

「我們也已經能夠排除中子星或黑洞宿主的可能性。這意味著這顆行星正在圍繞一顆死星,即一顆白矮星運行。」論文合作者、塔斯馬尼亞大學的讓-菲利普·博利厄(Jean-Philippe Beaulieu)教授在上述聲明中說, 「它讓我們得以一窺我們太陽系的未來,在我們的地球被太陽災難性的滅亡中毀滅後的景象。」

研究團隊計劃將他們的發現納入一項統計研究,以了解有多少其他白矮星擁有完整的行星倖存者。未來更多的觀測將使天文學家能夠確定類似木星的行星是否能普遍在它們恆星的滅亡過程中倖存,或者大部分行星也會跟著宿主恆星走向毀滅。

這項新研究的論文發表在10月13日的《自然》雜誌上。

責任編輯:林妍#

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