天文学家发现100亿年前形成的行星的碎片

太阳的命运是注定的。 它在形成的最初几天就被重力密封了。 数十亿年后,太阳将膨胀成一颗红巨星,剥去大部分薄薄的外层,然后坍缩成一颗白矮星。 我们在附近星系中看到的白矮星告诉我们太阳的未来。 它的核心将塌缩到地球大小,然后随着它消失在黑暗中而逐渐冷却。 这是我们早就知道的故事,但天文学家继续学习学习有趣的细节,特别是关于太阳行星的命运可能是什么。

白矮星是有趣的天体。 当它们的重力为 由电子的量子压力平衡. 它们不会经历任何核聚变或引力加热,因此一旦形成,它们就会逐渐冷却下来。 一般来说,白矮星越冷,它就越老。 最热的白矮星温度接近 150,000 K,最冷的白矮星温度约为 4,000 K。因此,当一组天文学家发现几颗温度略高于 3,000 K 的白矮星时,他们知道他们发现了非常古老的白矮星。

白矮星有一个惰性的碳和氧核心,以及氢和氦的外层。 图片来源:NRIAG。

根据估计的冷却速度,这两颗白矮星的年龄约为 100 亿年。 它们很可能是银河系中最早的恒星之一,并且在我们的太阳系形成前 50 亿年就死亡了。 根据盖亚的观测,它们在银河系内的轨道运动将它们置于银河平面内,因此它们可以帮助天文学家更好地了解我们银河系的年龄和历史。 但它们都具有不寻常的光谱,显示出更重元素的证据。


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虽然白矮星通常含有大量较重的元素,但这些元素会迅速沉入恒星内部,留下稀薄的氢或氦大气。 因此,当我们查看白矮星的光谱时,通常只会看到这两种轻元素的存在。 但是这两颗恒星也都有金属光谱。 这些金属可能来自最近与恒星相撞的行星碎片。 其中之一是 WDJ2147-4035,具有深红色调,表明其温度较低,并带有微量的钠和钾。 它是迄今为止发现的被行星碎片污染的最古老的恒星。 另一个,WDJ1922+0233,由于其大气中的氢和氦混合而呈现蓝色,并被成分与地球相似的碎片污染。

这两颗恒星都讲述了一个关于银河系早期恒星的有趣故事。 他们有行星系统,即使经过了数十亿年,这些系统的残骸仍会在这些恒星周围徘徊。 它们还让我们瞥见了我们未来的宇宙之路。 在 150 亿年后,太阳系可能看起来非常相似。

参考: 榆树,阿比盖尔 K.,等。 “被行星碎片污染的超冷白矮星的光谱分析。” 皇家天文学会月报 517.3(2022):4557-4574。