一颗垂死的恒星的最后一幕是摧毁它所有的行星

当白矮星变得狂野时,它们的行星会遭受由此产生的混乱。 在这颗垂死恒星吞噬行星和彗星碎片后,证据随后出现在其大气层中和周围。 这是加州大学洛杉矶分校天文学家团队在详细研究附近的白矮星 G238-44 后得出的结论。 他们在距离地球约 86 光年的这颗垂死的恒星上发现了一个宇宙自相残杀的案例。

如果那颗恒星在我们的太阳的位置,它将把行星、小行星和彗星的残骸摄入柯伊伯带。 这种丰盛的自助餐使这种恒星般的同类相食行为成为有史以来最普遍的行为之一。

加州大学洛杉矶分校物理学和天文学毕业生、首席研究员泰德约翰逊说:“我们从未见过这两种物体同时吸积在白矮星上。” “通过研究这些白矮星,我们希望能够更好地了解仍然完好无损的行星系统。”

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艺术家对白矮星(一颗垂死的恒星)从其行星系统中破碎的世界中吸走碎片的看法。 礼貌 NASA/ESA, Joseph Olmstead (STScI)
艺术家对白矮星从其行星系统中破碎的世界中吸走碎片的看法。 礼貌 NASA/ESA, Joseph Olmstead (STScI)

在垂死的星星上寻找混沌的证据

约翰逊是加州大学洛杉矶分校、加州大学圣地亚哥分校和德国基尔大学的一个团队的成员,该团队致力于研究在白矮星大气中及其周围检测到的化学元素。 他们使用了来自美国宇航局退役的远紫外光谱探测器、夏威夷凯克天文台的高分辨率阶梯光谱仪以及哈勃太空望远镜的宇宙起源光谱仪和太空望远镜成像光谱仪的数据。 该团队发现并测量了氮、氧、镁、硅和铁以及其他元素的存在。

铁特别有趣,因为它构成了地球或火星等岩石行星的核心。 它的存在是地球型世界曾经围绕 G238-44 运行的线索。 大量氮的存在意味着该系统也有一个冰体池。

当白矮星来袭

当像太阳这样的恒星进入非常老的年龄时,它们会留下被称为白矮星的烧毁核心。 数十亿年来,这些垂死恒星的残骸慢慢冷却下来。 然而,在他们到达那一点之前,实际的死亡阵痛可能非常暴力和混乱。 那是他们蚕食周围世界的时候。 在 G238-44 的大气层中发现了这些行星、彗星和小行星的“残余物”,描绘了我们太阳系未来的不祥景象。

我们的太阳从一颗垂死的恒星演化为一颗红巨星,然后形成一个行星状星云,最终变成一颗白矮星。 图片来源:ESO/S。 斯坦霍夫
我们的太阳从一颗垂死的恒星演化为一颗红巨星,然后形成一个行星状星云,最终变成一颗白矮星。 这一进化过程也影响其系统中的世界和其他物体。 图片来源:ESO/S。 斯坦霍夫

我们可以期待我们的太阳在大约 50 亿年后开始经历这个过程。 首先,它会膨胀成一颗红巨星,吞噬可能进入地球轨道的行星。 然后,它会失去外层,形成我们所说的“行星状星云”。 一旦所有这些都消散到太空中,剩下的就是巨大但很小的白矮星。

整个过程将撕裂太阳系,将行星撕成碎片,并分散彗星和小行星。 任何来的对象 close 到了白矮星,太阳会被吸入并摧毁。 如果 G238-44 的破坏规模相当迅速 example 是任何线索。 这项研究显示了混乱的惊人规模。 在进入白矮星阶段后的 1 亿年内,这颗垂死的恒星能够从附近的小行星带和遥远的柯伊伯带状区域捕获和消耗物质。

G238-44 的行星系统的缓慢破坏,中心的小白矮星被一个微弱的吸积盘包围,该吸积盘由坠落到死星上的碎片组成。 任何剩余的小行星都会在垂死的恒星周围形成一层薄薄的物质流。 更大的气态巨行星可能仍然存在于系统中,更远的地方是彗星等冰冷天体带。 在这颗恒星进入白矮星阶段后不久,吞噬其世界剩余物的过程就开始了。 礼貌:NASA、ESA、Joseph Olmsted (STScI)
G238-44 的行星系统的缓慢破坏,中心的小白矮星被一个微弱的吸积盘包围,该吸积盘由坠落到死星上的碎片组成。 任何剩余的小行星都会在垂死的恒星周围形成一层薄薄的物质流。 更大的气态巨行星可能仍然存在于系统中,更远的地方是彗星等冰冷天体带。 在这颗恒星进入白矮星阶段后不久,吞噬其世界剩余物的过程就开始了。 礼貌:NASA、ESA、Joseph Olmsted (STScI)

这个白矮星还揭示了什么

这一发现不仅显示了我们的未来,而且还提供了对其他系统怎样形成的有趣见解。 它提供了关于它们包含什么的线索,并窥探了我们自己太阳系的过去。 为了 example,天文学家认为,在我们自己的婴儿太阳系中,冰冷的物体撞击了干燥的岩石行星。 除了帮助创造我们的星球的岩石材料之外。 对于 G238-44,这意味着来自不同地区的东西的有趣融合,证据表明了这一点。

“最适合我们的数据的是由冰和尘埃组成的类水星材料和类彗星材料的近二比一混合物,”约翰逊说。 “铁金属和氮冰都表明行星形成的条件截然不同。 没有任何已知的太阳系天体具有如此多的两者。”

垂死的明星提供其他线索

这颗类太阳恒星的死亡及其吞噬碎片的嗜好还有另一个有趣的转折。 数十亿年前,彗星和小行星可能会向我们的星球输送水,从而为生命提供必要的条件。 根据加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授 Benjamin Zuckerman 的说法,在 G238-44 上检测到的冰冷和岩石物质的组合表明,其他行星系统可能有冰冷的储层(如柯伊伯带和奥尔特带) Cloud)。 这还不包括地球和小行星等岩石天体。

“我们所知道的生命需要一个覆盖着各种挥发性元素(如碳、氮和氧)的岩石行星,”祖克曼说。 “我们在这颗白矮星上看到的丰富元素似乎来自岩石母体和富含挥发性物质的母体——第一个 example 我们在对数百颗白矮星的研究中发现了这一点。”

想想我们自己的太阳可能在几十亿年内做同样的事情是很有趣的。 也许在几十光年外的行星上,未来的天文学家会像约翰逊和他的团队所做的那样进行同样的研究——并在白矮星太阳垂死的光芒中发现地球的残骸。

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