WD1145+017是一颗白矮星,距地球约570光年。在许多方面,它是一颗典型的白矮星。它的质量约为0.6倍太阳质量,温度约为15900开尔文。但是2015年,一个天文学家小组写了一篇关于白矮星的论文,表明发生了一些不寻常的事情。
写这篇论文的天文学家在白矮星发出的光中发现了不寻常的光谱线。它显示了铁、氧、硅和镁等元素的存在,这些元素都是岩石系外行星的特征。通常,白矮星在光谱观测中显示氢和氦的存在,任何较重的元素都会被引力吸引到恒星中。他们还在WD1145+017附近发现了一个碎片环,这是一颗白矮星,已经存在了大约1.75亿年。
这篇论文现在才被《天体物理学杂志》接受发表,这是首次发现白矮星“吃掉”自己的行星。总体而言,研究显示一颗白矮星正在吞噬自己的行星。不仅如此,我们现在知道还有21颗恒星在做同样的事情。总的来说,这催生了一个新的研究领域,有着科幻般的名字“死亡行星学”。
在2015年的第一篇论文中,作者使用了开普勒太空望远镜的数据,当时它发现了WD1145+017附近不寻常的凌日。研究人员创建了36个不同类型行星的模型,每个模型运行了100次,模拟开普勒所看到的4.5小时的凌日。然后他们将它们与观测到的过境光曲线进行比较。得出的结论是,他们看到一颗系外行星正被恒星的潮汐干扰。
模拟结果显示,最有可能产生观测结果的天体是岩石天体,有小的核心和坚固的外壳。作者将它们与小行星灶神星进行了比较,这些致密的天体将有能力抵抗恒星的潮汐干扰,但在短时间内,从天文角度讲,它们将被撕裂。
从面板a开始,白矮星是一个小绿点,而行星是橙色条内的小黑点。随着时间的推移,越来越多的物质从行星上被提取出来。当其中一些物质落入白矮星时,其中一些物质在恒星周围形成一个圆盘。
从本质上讲,作者观察到的行星被撕裂并落在白矮星上,而一些物质则被送入了一个恒星盘。在他们的研究中,他们写道:“将潮汐破裂模拟与光度测定相结合,表明了一个外行星体的内部结构和组成的特征,这是唯一可能的信息,因为我们正在观察行星系统在运行中的死亡。”
这些发现向我们展示了太阳系可能发生的变化。我们的太阳最终会变成像WD1145+017一样的白矮星。在那之前,它将变成一个红巨星,很可能吞噬水星、金星甚至地球。像所有转变为白矮星的恒星一样,一系列剧烈的爆炸将物质喷射到太空。但有些行星会存活。
任何剩下的行星都将处于一个诡异的位置:围绕一颗白矮星运行,它的大小只有现在太阳的一小部分,但密度却惊人。它们的轨道,以及太阳系中所有其他天体的轨道,与它们目前的轨道相比,可能受到很大的干扰。有可能它们会接近白矮星,并被潮汐干扰撕裂,就像行星绕WD1145+017轨道运行一样。
天文学家现在知道许多其他白矮星显示出不寻常的瞬变和光谱。这些发现为“死亡行星学”的研究开辟了道路。正如作者在他们的论文中所写:“像TESS和LSST这样的全天空调查任务将能够探测到WD1145+017这样的其他系统,为行星科学的一个新分支“死亡行星学”创造一个课题样本。”
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