科学家发现一颗从垂死恒星残骸中重生的“凤凰行星”

一幅第二代行星的艺术家想象,该行星绕白矮星HS 0209+0832运行,这是首颗被发现绕白矮星运行的此类行星。—— SNEHALATA SAHU/华威大学/路透社传单

在古代神话中,凤凰是一种能够浴火重生的神奇鸟类,即使在烈焰中化为灰烬,也能重新获得生命。如今,天文学家在遥远的宇宙中发现了一颗与凤凰有着相似经历的行星。它并非诞生于年轻恒星周围,而是在一颗恒星走向生命终点后,由其遗留下来的物质重新形成。

研究人员将这种行星称为“第二代行星”。最新发现的这颗系外行星围绕一颗白矮星运行,距离地球约250光年,位于鲸鱼座附近。白矮星是类似太阳的恒星耗尽燃料、经历演化后留下的致密残骸。

这项研究的第一作者、英国华威大学天体物理学博士生杰米·威廉姆斯表示,这是目前发现的首个围绕白矮星形成的行星案例,相关成果已经发表于《自然天文学》期刊。

与地球等第一代行星不同,这颗行星并不是在恒星诞生初期,由周围的气体和尘埃盘逐渐聚集形成的。研究人员认为,它是在原有恒星进入生命末期后,利用恒星释放出来的物质重新形成的。

这颗行星属于气态巨行星,质量可能略高于木星。它与中心白矮星的距离非常近,只有地球与太阳之间距离的约4%。由于距离过近,它持续受到白矮星强烈紫外线辐射的影响,导致外层大气不断流失,其中部分物质甚至会被白矮星吸引。

研究人员通过分析这颗行星的化学组成,发现其中含有较丰富的铌、铜和锌等元素。这些元素可能来自原恒星走向生命终点时释放的物质,为它属于第二代行星提供了重要线索。

威廉姆斯将这一发现与凤凰涅槃的神话进行了比较。他表示,正如凤凰能够从灰烬中重生,这颗行星也可能是在原有恒星死亡后留下的物质中重新诞生,意味着一个行星系统在恒星生命结束后获得了新的开始。

为了研究这一特殊天体,科学家综合使用了哈勃太空望远镜、TESS系外行星探测卫星以及FUSE望远镜的数据。接下来,研究团队还希望借助詹姆斯·韦伯太空望远镜开展进一步观测,以验证目前的研究结论。

事实上,科学家此前已经发现了一些可能属于第二代行星的天体,它们围绕脉冲星运行。脉冲星是一种特殊的中子星,同样属于恒星演化后留下的致密残骸。

不过,白矮星的数量远远多于脉冲星。威廉姆斯指出,银河系中超过95%的恒星最终可能演化为白矮星,因此,白矮星周围或许存在大量尚未被发现的第二代行星。

虽然此次发现的气态巨行星并不适合生命生存,但研究人员认为,白矮星周围也可能形成适合居住的岩石行星。

白矮星会随着时间推移逐渐冷却,而且冷却速度会逐渐减慢。如果第二代岩石行星能够在合适的距离形成,它们可能长期处于适居带范围内,甚至拥有数十亿年的潜在宜居环境。

与此同时,同一期《自然天文学》还发表了另一项关于特殊恒星系统的研究。

研究人员利用位于美国加利福尼亚州帕洛玛天文台的兹维基瞬变设施,发现了一组距离地球约300至500光年的奇特双星系统,位于金牛座方向。

这个系统由一颗红矮星和一颗棕矮星组成。红矮星的质量约为太阳的8%,而棕矮星则是一种介于恒星和行星之间的特殊天体。它的质量不足以像普通恒星那样持续进行氢聚变,却又明显大于一般行星。

这颗棕矮星的质量约为木星的30倍,约为红矮星质量的三分之一。

更特别的是,两颗天体之间的距离极其接近,每隔87分钟就会完成一次相互绕行。它们之间的距离甚至不到地球与月球距离的三分之二。

由于距离过近,红矮星强大的引力似乎正在不断从棕矮星身上吸取物质。研究人员还在红矮星表面发现了一个明显的热点,推测这些被吸走的物质最终落在了那里。

这项研究的主要作者、麻省理工学院天体物理学研究生亚伦·豪斯霍尔德表示,这是科学家首次观测到这种现象。

他还指出,这两颗天体距离非常近,如果将它们放进太阳内部进行比较,它们的整个轨道范围都可以容纳在太阳之中。

从一颗在恒星死亡后重新形成的行星,到一组彼此紧密环绕、不断发生物质转移的特殊天体,这些发现再次展现了宇宙演化的复杂性,也让科学家对恒星死亡之后可能发生的事情有了更多认识。

原文:thestar