（圖片來源：華威大學/ Mark Garlick）
如果不是太陽一直為我們提供能量的話，地球上根本不會有生命存在。但這樣的恆星終會耗盡燃料，膨脹成紅巨星，最後坍縮成又小又暗淡的白矮星。所以當太陽死去，地球和太陽系中的其他行星又會發生什麼呢？目前答案尚不明確。
現在我的同事和我發現了一顆行星的核心殘骸，它停留在410光年之外，繞著白矮星SDSSJ122859.93+104032.9公轉。我們的結果發表在Science上，它為太陽系中行星的命運提供了重要的線索。
科學家們辨認出了幾千顆繞著其他恆星公轉的“太陽系外行星”，其中許多行星與地球相像。他們還發現了白矮星周圍的吸積盤和碎片，但其中只有一例是行星碎片。這種殘骸之所以那麼難找是因為它們非常小，以至於對母恆星的引力作用微乎其微。
我們想出了一種全新的方法來探測白矮星周圍的氣體。這種方法叫做光譜學，能夠把我們看到物體的光分成不同的顏色，像三稜鏡一樣產生一個光譜。我們用了世界上最大的天文望遠鏡，大金絲雀望遠鏡（口徑10.4米）來觀察。
大金絲雀望遠鏡。（圖片來源：Pixabay）
我們找到的行星碎片能產生一股氣體，該氣體能被我們的光譜儀探測到。當它靠近或遠離我們的時候，通過觀察它光譜顏色的變化，我們就可以觀察到它如何繞著恆星公轉。這種顏色變化的現象叫做多普勒效應，這基本上就是由運動導致的對波的拉伸和擠壓。這就跟當救護車靠近你時音調高，遠離你時音調低的道理是一樣的。
該天體在吸積盤和塵埃中繞主星轉一圈的時間大約為兩年，公轉半徑比太陽半徑略小。
神秘的天體
這發現是令人驚奇的，因為我們並沒有想到居然有事物能存在於距離白矮星那麼近的位置。一個白矮星大約只有地球那麼大，但它的質量大約是太陽的60%-70%，也就是說它的密度極大。當一個物體繞白矮星公轉太近時，白矮星巨大的引力就會把它撕碎。這就是形成吸積盤的那些物質的命運。
所以它究竟是如何躲過被撕碎的命運的呢? 它要麼十分緻密，要麼就是有什麼內部力量把它聚在一起。我們計算出它的最大直徑為720km，這大概是一顆小行星的大小。相比之下，我們太陽系中的矮行星Ceres直徑約為946km。
這個天體的起源還是一個謎。一種可能是這是一顆小行星的核，這顆小行星被離殘留行星系統更遠的像木星一樣的大行星推向白矮星。當小行星靠近白矮星，它的地殼和地幔層都會被剝下來。
而剩下的將會是它緻密，成分主要為鐵的核心。這種物體還是很常見的，我們的太陽系中就有這樣一個例子：16-Psyche小行星。
地球末日？
我們剛發現的這類系統能幫助我們理解我們自己行星系統的未來。在未來大約五十億年裡，太陽最終會膨脹為紅巨星。那時，它會吞噬水星、金星，很有可能還有地球——除非我們能把我們的行星移向更高的軌道，這理論上應該是可能的。然而，火星、小行星帶和剩下的太陽系會躲過被吞噬的命運，在太陽坍塌為白矮星時還繼續公轉。
在這過程中，像木星這樣的行星也可能會向白矮星發射出小行星、衛星或甚至小型行星。在那裡它們將面臨被部分或全部瓦解的命運，形成一個吸積盤，就像我們之前調查的那個一樣。任何行星或衛星碎片上的有機生物都不太可能存活下來。就算它們活下來了，僅靠白矮星黯淡的光，它們也很難繼續活下去。
這不僅是太陽系的命運，還是幾乎所有已知行星系統的命運。在更近的將來，我們希望能用這次研究發展出來的方法找到更多其他白矮星周圍的行星。我們已知有六顆候選白矮星周圍有塵埃和氣體組成的吸積盤，我們想要知道這些吸積盤是不是能證明小行星存在的證據。我們找到越多這樣的行星，對太陽死去時太陽系的命運就更清楚。
但我們的技術也能幫助我們發現更多太陽系外行星的組成——對圍繞像太陽一樣恆星轉動的行星來說，這是很難做到的。一顆標準白矮星的大氣成分很單純，如果不是氫氣就是氦氣。但當它吞噬行星時，它的大氣就會被汙染——這允許我們計算出每種元素的佔比。它能告訴我們正在瓦解的行星是由什麼組成的，其中是不是有水，從而幫助我們更好地瞭解什麼樣的系外行星最有可能存在生命。
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