首個(gè)圍繞白矮星運(yùn)行的行星被發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)家表示——
太陽(yáng)對(duì)地球可能沒(méi)這么“溫柔”
天聞?lì)l道
實(shí)習(xí)記者 代小佩
恒星并不永恒，這是天文學(xué)的常識(shí)。和每個(gè)普通人一樣，恒星也會(huì)經(jīng)歷從生到死的過(guò)程。
什么是恒星的死亡？在天文學(xué)上，恒星的青壯年時(shí)期被稱(chēng)為主序階段，占據(jù)恒星整個(gè)壽命期的90%以上。在主序階段，恒星向外膨脹和向內(nèi)收縮的兩種力大致平衡，因而恒星相對(duì)穩(wěn)定。隨著恒星進(jìn)一步演化，直到恒星內(nèi)部的氫核聚變結(jié)束，恒星便走向死亡。死亡后的恒星，會(huì)變成白矮星、中子星或黑洞等，迎來(lái)演化的又一個(gè)階段。
恒星“死亡”前的膨脹，通常會(huì)吞噬其周?chē)男行牵饲耙矎奈丛诎装侵車(chē)^測(cè)到過(guò)行星的存在。
最近，研究人員使用歐洲南方天文臺(tái)（ESO）的甚大望遠(yuǎn)鏡（Very Large Telescope，VLT）觀察了7000多顆白矮星，其中，名為“WDJ0914+1914”的白矮星格外引人關(guān)注，因?yàn)樗闹車(chē)嬖诰扌托行堑暮圹E。
被踢了一腳的行星
長(zhǎng)久以來(lái)，天文界普遍認(rèn)為，恒星在瀕臨死亡中掙扎時(shí)，其附近的行星難逃毀滅的命運(yùn)。
“通常，恒星和它周?chē)男行钱a(chǎn)生于同一片分子云，行星可以說(shuō)是恒星的副產(chǎn)品。被行星圍繞的恒星被稱(chēng)為宿主恒星。”南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院副教授謝基偉接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示。
謝基偉告訴記者，基本上每個(gè)恒星周?chē)即嬖谛行恰３沁@些行星被恒星附近更加致密的星團(tuán)引力散射走，或者質(zhì)量很大的恒星本身演化很劇烈，那么它周?chē)男行腔蛘弑緛?lái)可以形成行星的物質(zhì)也會(huì)在恒星誕生不久后很快被吞噬掉。
“宿主恒星瀕臨死亡時(shí)，會(huì)像氣球一樣不斷向外膨脹，并逐漸接近或超過(guò)周?chē)行堑能壍溃M(jìn)而將行星‘收入囊中’。”謝基偉說(shuō)，50億年以后，100億歲高齡的太陽(yáng)會(huì)變得十分巨大，其半徑將完全超過(guò)水星現(xiàn)在的軌道，將水星吞沒(méi)。
經(jīng)過(guò)“致命”的膨脹階段，最終變?yōu)榘装堑腤DJ0914+1914，為何其附近會(huì)有一顆幸存的行星呢？
謝基偉表示，這顆行星可能是白矮星形成后才跑過(guò)來(lái)的。“也許是有一顆行星通過(guò)潮汐作用遷移到WDJ0914+1914附近。”也就是說(shuō)，這顆特別的行星可能是被捕捉過(guò)來(lái)的。
他解釋道，WDJ0914+1914周?chē)赡苡泻芏嘈行牵@些行星彼此靠近，軌道產(chǎn)生交匯。在引力的相互作用下，行星之間會(huì)發(fā)生散射，某一顆行星的軌道可能會(huì)變成越來(lái)越扁的橢圓。當(dāng)這顆行星運(yùn)行至橢圓軌道上接近WDJ0914+1914的位置時(shí)，就有可能落入其潮汐力的作用范圍，并因此被捕獲。“我們可以想象這是一場(chǎng)足球游戲，其中一顆行星被踢了一腳，正好滾到了WDJ0914+1914附近，落入到了它用潮汐力編織的球網(wǎng)中。”
“不過(guò)，這顆行星之前是怎么產(chǎn)生的，還有待進(jìn)一步研究。”謝基偉說(shuō)。
幸存與否，難下定論
為更好地了解WDJ0914+1914不尋常的性質(zhì)，研究小組使用了ESO甚大望遠(yuǎn)鏡上的X-shooter儀器對(duì)其進(jìn)行分析，后續(xù)觀察證實(shí)了與白矮星有關(guān)的氫、氧和硫的存在。通過(guò)研究X-shooter拍攝的光譜中的細(xì)節(jié)，研究小組發(fā)現(xiàn)這些元素存在于白矮星的氣體盤(pán)中，而不是來(lái)自恒星本身。
謝基偉告訴記者，望遠(yuǎn)鏡會(huì)獲取與WDJ0914+1914有關(guān)的光譜。通過(guò)分析譜線(xiàn)，就能算出天體大致含有的化學(xué)成分。在分析白矮星WDJ0914+1914氣體盤(pán)中的一些成分時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)這些成分與行星的成分很吻合。
這一發(fā)現(xiàn)是否意味著，恒星死亡時(shí)，它附近的行星可以逃脫被吞噬的命運(yùn)？
“這其實(shí)取決于恒星死亡之前，行星所分布的位置。比如，太陽(yáng)變成紅巨星后，金星和水星肯定難逃厄運(yùn)；一定軌道范圍之外的行星就不會(huì)被吞噬，比如距離太陽(yáng)較遠(yuǎn)的木星。”謝基偉告訴記者。
專(zhuān)家表示，宿主恒星死亡時(shí)，其周?chē)行切掖娴母怕瘦^小。WDJ0914+1914提供了一個(gè)反例，但是目前也只是發(fā)現(xiàn)了這一個(gè)特例，需要更多這樣的樣本才能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究。
50多億年后，地球有沒(méi)有可能逃過(guò)太陽(yáng)死亡所帶來(lái)的威脅？
“地球也許會(huì)逃過(guò)，但地球的生命應(yīng)該逃脫不了，因?yàn)榈侥莻€(gè)時(shí)候，變成紅巨星的太陽(yáng)，離地球非常近，會(huì)把地球烘烤。”謝基偉說(shuō)。
中科院國(guó)家天文臺(tái)首席研究員、西華師范大學(xué)物理與空間科學(xué)院天文系主任鄧?yán)畈疟硎荆绻厍蛟谖磥?lái)幾十億年都保持在當(dāng)前的軌道上，那么，地球?qū)⑻幱诔砻芏鵁霟岬沫h(huán)境中。此時(shí)地球周邊的溫度甚至可能會(huì)超過(guò)1萬(wàn)度。不僅如此，紅巨星階段的太陽(yáng)會(huì)向外拋出大量熾熱物質(zhì)，地球以固態(tài)形式持續(xù)存在的可能性幾乎為零。
