科学家|这颗“死星”是对太阳系未来的最好一瞥科学家

文章图片

文章图片

我们的太阳系将如何消亡？这是一个非常重要的问题，研究人员利用我们的物理知识来创建复杂的理论模型，对此进行了大量的推测。
我们知道，太阳最终将变成一颗“白矮星” ，一颗燃烧的恒星残骸，其微弱的光会逐渐消失在黑暗中。这一转变将涉及一个暴力的过程，将摧毁未知数量的行星。
那么，哪些行星会在太阳消亡后幸存下来呢？寻找答案的一种方法，就是看看其他类似行星系统的命运。
然而，事实证明这很困难。白矮星发出的微弱辐射，使我们很难发现那些在恒星转变中幸存下来的系外行星（围绕太阳以外恒星的行星）—— 它们实际上都隐藏于黑暗之中。
事实上，在目前人类已知的4500多颗系外行星中，只有少数在白矮星周围被发现。但这些行星的位置表明，它们是在恒星死亡后到达那里的。
上图：艺术家对白矮星系统的描绘。
这种数据的缺乏，给我们自己的星球未来命运描绘了一幅不完整的图景。幸运的是，我们现在正在填补空白。
在发表在《自然》杂志上的一篇新论文中，科学家们报告发现了第一颗已知的系外行星，它在其恒星死亡后幸存了下来，其轨道也没有因其他行星的移动而改变，而且，它环绕的距离与太阳和太阳系行星之间的距离相当。
一颗类似木星的行星
这颗新的系外行星是科学家们在夏威夷的凯克天文台发现的，它在质量和轨道分离方面与木星特别相似，为我们了解濒临死亡的恒星周围的行星幸存者提供了关键的快照。
一颗恒星转变为白矮星需要经历一个剧烈的阶段，在这个阶段它会变成膨胀的“红巨星” ，也被称为“巨大分支”恒星，比之前大数百倍。
科学家们相信，这颗系外行星是刚好幸存了下来。如果，它最初离其母恒星更近，它就会被恒星的膨胀吞没。
当太阳最终变成红巨星时，它的半径实际上会扩大到地球当前的轨道。这意味着太阳将（很可能）吞没水星和金星，也可能吞没地球 —— 但我们不能确定。
上图：太阳演化成的红巨星将覆盖地球的轨道。
木星及其卫星预计会存活下来，尽管我们之前并不确定。但是，随着我们发现这颗新的系外行星，科学家们现在可以更加确定，木星真的会成功。
此外，这颗系外行星位置的误差幅度可能意味着，它与白矮星的距离几乎是木星目前与太阳的距离的一半。如果是这样，这就为假设木星和火星会成功提供了额外的证据。
那么，有生命能在这种转变中存活下来吗？
在最初的几十亿年里，一颗白矮星可以为非常接近它的卫星或行星上的生命提供动力（大约是太阳和水星之间距离的十分之一）。在那之后，就没有足够的辐射能量维持任何东西了。
小行星和白矮星
尽管围绕白矮星运行的行星很难找到，但更容易探测到的是靠近白矮星表面正在破裂的小行星。
对于那些离白矮星如此近的系外小行星来说，它们需要有足够的来自系外行星的动量。因此，系外小行星一直被认为是系外行星存在的证据。
科学家们的发现最终也证实了这一点。尽管在本文讨论的系统中，目前的技术还不允许我们看到任何系外行星，但至少现在我们可以通过合并来自不同白矮星系统的证据，拼凑出行星命运之谜的不同部分。
同时，系外小行星和系外行星之间的联系也适用于我们的太阳系。小行星主带和柯伊伯带中的单个物体可能会在太阳消亡后幸存下来，但其中一些会被幸存的行星之一的引力，推向白矮星的表面。
未来的发现前景
这颗新的白矮星系外行星是通过所谓的微透镜检测方法发现的。这着眼于光是如何因强引力场而弯曲，当从地球上看时，当一颗恒星与更远的恒星暂时对齐时，就会发生这种情况。
来自前景恒星的引力放大了来自它后面恒星的光。任何围绕前景中恒星运行的行星，都会弯曲和扭曲这种放大的光，这就是我们可以检测到它们的方式。
科学家们研究的这颗白矮星距离银河系中心有四分之一的距离，离我们的太阳系约6500光年，而离我们更远的恒星在银河系的中心。