天文學家使用詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 觀察到一顆奇怪的氣態巨型系外行星,它繞著一顆死亡恆星(一顆白矮星)運行,距離我們約 80 光年。這個「死後生命」系統讓科學家們對太陽耗盡核心氫、脫落外層並留下燃燒的白矮星殘餘物後約 60 億年後太陽系的樣子有一個非凡的想像。
在這轉變的最後階段之前,我們的星星將成為一顆 紅巨星膨脹到原來半徑的許多倍,吞噬了包括地球在內的岩石內行星,但留下了外行星——儘管不可逆轉地改變了它們。反映這一點, 白矮星 這項研究的核心是一顆木星大小的系外行星 WD 1856b。
當 WD 1856 b 繞著其死去的母星運行時,它會經過或「穿過」這顆白矮星(稱為 WD 1856+534)的表面。透過利用 JWST 觀測這些凌日現象,研究團隊得以測量這顆類木行星的質量和溫度,同時也觀測其大氣層的成分。令他們驚訝的是,他們發現 WD 1856 b 的溫度比預期的要高。他們還發現了這顆行星如何設法圍繞著其白矮星主恆星形成如此異常緊密的軌道。
「當我們使用望遠鏡時,我們習慣於回顧過去,但這是我們第一次能夠展望類似太陽恆星殘骸周圍的外行星可能會發生什麼;這就像使用時間機器來展望我們太陽系遙遠的未來,」來自蘇格蘭聖安德魯斯大學的團隊負責人瑞安麥克唐納說。 在一份聲明中說。 「這只是我們與韋伯一起探索圍繞死恆星運行的行星的開始,對其他圍繞白矮星運行的行星的搜索仍在繼續。
“我們的研究結果表明,恆星死亡並不是結束——一些行星在恆星死亡後經歷了充滿活力和生機勃勃的未來。”
該團隊的研究成果於週三(7月)發表在期刊上 自然。
《星球倖存者》是個真正的怪人
氣態巨行星 WD 1856 bu 於 2020 年由 NASA 的行星搜尋太空船首次發現。 苔絲 (凌日系外行星勘測衛星)和史匹哲太空望遠鏡。苔絲透露 系外行星 利用它們經過宿主恆星時造成的星光小幅下降,阻擋星光。
這是迄今為止發現的第一顆完整的繞著白矮星運行的行星。 WD 1856 b 最引人注目的是它的軌道與白矮星宿主的距離有多近。軌道約2%e 地球軌道的大小 繞太陽一周僅需 1.4 個地球日即可完成。
「這顆行星非常奇怪。它有木星那麼大,但它周圍的白矮星有地球那麼大,所以這顆行星的大小是其恆星的七倍,」麥克唐納說。
這顆行星不可能一直處於離恆星如此近的軌道上。如果是這樣,當恆星變成紅巨星,然後脫落其臃腫的外層並留下一顆白矮星時,它就會消失。
西北大學的團隊成員克里斯托弗·奧康納 (Christopher O’Connor) 表示:「最大的問題是 WD 1856 b 如何最終達到今天的水平,目前有兩種理論。」「一是這顆行星在垂死時被主星吞噬,並設法在內部生存下來。二是由於系統中其他物體的引力效應而發生遷移。白星是三星系統的一部分,白星軌道可能影響了 1856 1856 1856000 星軌道。
讓團隊區分這些遷移機制的線索是 WD 1856 b 的溫度,其溫度為 260 華氏度(127 攝氏度),比唯一的熱源是來自白矮星母星的光時的溫度高出約 240 度。
由於沒有可用的能量將行星加熱到這些溫度,研究小組推斷,該溫度一定是先前被紅巨星吞噬或向內遷移過程中加熱的殘餘效應。透過對木星質量 4 到 11 倍的行星質量的觀測,研究小組能夠模擬它如何隨著時間的推移而冷卻。
MacDonald 及其同事確定 WD 1856 b 可能在約 30 億至 55 億年前升溫。它的主星成為白矮星的時間比這更長,這意味著這顆系外行星在恆星的破壞性紅巨星階段是安全的,並在之後漂移到了它的緊密軌道上。
奧康納說:“當這顆行星向內移動時,它與白矮星強大引力的相互作用會導致它顯著升溫,從那時起它就一直在冷卻。”
結果表明,在經歷了劇烈的紅巨星階段和內太陽系的毀滅之後,木星可能正在向太陽靠攏。這些發現也顯示了 JWST 令人難以置信的觀測能力,以及這台耗資 100 億美元的太空望遠鏡如何仍在發現其他儀器無法發現的事物。
康乃爾大學的團隊成員維多利亞·伯姆 (Victoria Boehm) 表示:“與我們通常用 JWST 觀測到的行星恆星相比,像 WD 1856 這樣的白矮星極其微弱。”
「更困難的是,這顆行星的凌日只持續 8 分鐘,所以它太大了,如果你瞇著眼睛就不會錯過!捕捉足夠的光線來看到 WD 1856 的光譜,同時又足夠快,不會錯過凌日,這是只有韋伯才能做到的事情。」









