白矮星周圍可能有幸存行星
科學(xué)家預(yù)測(cè)，再過大約50億年，太陽將膨脹成一顆紅巨星。這是恒星生命周期中一個(gè)非常不穩(wěn)定的階段，導(dǎo)致太陽可能會(huì)吞噬水星、金星，甚至地球。即使是未被吞噬的其他外行星，最終也可能被拉入或彈出太陽系。
但近日一項(xiàng)公布于預(yù)印本平臺(tái)arXiv的新研究表明，這些行星也許能夠完好無損地“活”下來。利用美國國家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），天文學(xué)家首次對(duì)太陽系中類似圍繞白矮星運(yùn)行的行星直接成像。這些行星的軌道與外太陽系中的巨行星相似——大到足以逃離紅巨星地獄。相關(guān)研究成果將發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》。
白矮星是類太陽恒星膨脹成紅巨星階段結(jié)束后形成的。天文學(xué)家觀察到了發(fā)出微弱光亮的白矮星周圍幸存行星的跡象。比如，一些白矮星的大氣層似乎被巖石污染，這表明其周圍那些看不見的行星不斷將彗星和小行星拉過來。還有一些白矮星會(huì)周期性變暗，這表明它們被軌道上的行星遮住了。
2011年，NASA的斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞白矮星運(yùn)行的潛在行星。但它的軌道半徑巨大，是地球到太陽距離的2500倍。距離白矮星較近的行星的運(yùn)行軌道更像木星和土星的，直到現(xiàn)在都沒有被發(fā)現(xiàn)。
白矮星附近是尋找行星的好地方。白矮星的亮度只有太陽的1%，這使得望遠(yuǎn)鏡更容易捕捉到周圍行星的微弱光芒。
美國空間望遠(yuǎn)鏡研究所的天文學(xué)家Susan Mullally和同事利用JWST研究了距離地球75光年以內(nèi)的4顆白矮星。在其中兩顆白矮星周圍，研究小組發(fā)現(xiàn)了疑似行星的天體。其中一顆天體的質(zhì)量是木星的1.3倍，圍繞其恒星運(yùn)行，軌道類似土星，另一顆質(zhì)量是木星的2.5倍，軌道略大于海王星。
“這是我們發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)真正表明類似木星和土星的行星可以在它們的‘太陽’變成白矮星的過程中幸存下來。”Mullally說。
不過，研究人員還不能確定這些天體就是行星而不是背景星系。他們表示，弄錯(cuò)的概率很低，大約為1/3000。
研究白矮星周圍行星的英國倫敦大學(xué)學(xué)院的Jay Farihi說，為了得到確切答案，Mullally需要證據(jù)證明這些類似行星的天體與其恒星的聯(lián)系，“要確保它們?cè)谝黄鹨苿?dòng)”。
為此，Mullally將申請(qǐng)更多使用JWST的時(shí)間，以進(jìn)行后續(xù)觀察。如果上述行星的結(jié)論得到證實(shí)，表明有大量此類行星可供JWST觀測(cè)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.13153
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