死亡恆星系顯現“太陽城”的“幻滅”圖景

天文學家發現,太空的一顆死亡恆星正在毀滅周圍的一顆行星,慘烈的場面不是科幻電影“星球大戰”才有的畫面,這是死亡恆星摧毀行星的真實場景,天文學家的發現似乎把“星球大戰”的虛構情節搬到了真實的天空舞臺。一個岩石狀的大體積天體在一顆遠離它的白矮星周圍土崩瓦解了,這一天文發現的意義還在於證實了一個長期以來的理論推測:白矮星受到外來金屬物質的“汙染”。哈佛—斯密森尼天體物理中心的研究員安德魯·馮德伯格解釋說,之前從未看到如此悲壯的景觀,“粉身碎骨”的天文事件給人帶來了觸目驚心的感受,他們在一個類太陽系的恆星系見證了一場毀滅性的天文災難事件。

開普勒K2使命探測器收集了在一個獨特恆星系發生毀滅性事件的證據,透過觀測恆星亮度的微弱變化,開普勒望遠鏡能夠發現恆星周圍的行星,當繞轉的行星從恆星的前方經過時,恆星亮度會出現微弱的下降。從K2使命探測器收集的資料顯示,一顆恆星的亮度每隔4。5小時產生微弱的下降,天文學家由此推算,一顆距離白矮星大約52萬英里的行星繞著白矮星轉動,該行星與白矮星的距離相當於地球到月球距離的兩倍。天文學家第一次發現了一顆行星在一顆白矮星的前方穿過,天文學家馮德伯格和同事使用了包括夏威夷凱克天文臺在內的地面天文臺,對K2使命探測器接收的資料進行了核實。

他們在整合了所有天文觀測資料之後發現,幾個額外“大塊物料”的小天體在白矮星的前方經過,它們出現的週期在4。5和5小時之間,主要小天體在白矮星前方經過的特徵十分明顯,白矮星的亮度大幅下降了40%。他們從小天體經過的訊號中找到了彗星的型別,而兩種經過訊號的特徵表明了天體對白矮星的大面積覆蓋,擴散的塵埃雲包裹了行星瓦解的碎片,幾個“大塊物料”小行星的質量大致相當於刻瑞斯或穀神星的質量,而刻瑞斯相當於德克薩斯州的尺寸,它是太陽系內位於主要小行星帶的最大一顆小行星。

死亡恆星系顯現“太陽城”的“幻滅”圖景

白矮星位於距離地球大約570光年的室女座。當類似太陽的恆星到達生命週期的終點時,它們將膨脹為紅巨星,當紅巨星甩脫它的外層物質時,留下了炙熱、類似地球尺寸的核心,白矮星就是死亡恆星遺留的核心球體,它基本上由碳和氧元素組成,裹上一層薄薄的氫或氦殼。天文學家有時在白矮星發現了重元素,矽和鐵一類元素光譜訊號的出現極其神奇,白矮星的強大引力很快將重元素淹沒在“汪洋大海”中。斯密森尼中心的研究員約翰·約翰遜解釋說,好像淘金者的掘金活動,重元素物質沉澱到水槽的底部。金屬元素將如“石沉大海”一般落入白矮星的內層,天文學家難以發現重元素在白矮星顯露的身影。

天體物理學家從白矮星存在重金屬的證據推測,這顆白矮星被外在的重金屬物質“汙染”了,它吞噬了岩石體行星或小行星。之前獲得的證據常常是偶然、次要的,受到“汙染”的白矮星顯示了周圍碎片圓盤的訊號,但不能確定白矮星周圍圓盤的存在,而在這顆白矮星所在的恆星系中出現了三個“塊狀天體”,在被“汙染”的白矮星周圍出現了一個碎片圓盤,至少一個“塊狀天體”顯示為緊湊、岩石狀物體。現在,天文學家掌握了“發令槍”或確鑿的證據,白矮星受到的“汙染”和岩石類行星的瓦解直接相關。

問題是岩石類天體如何起源?天文學家找到了最有可能的一種解釋,一顆行星的執行軌道變得不穩定,它在毀滅性解體過程中衝向了圓盤內部,一些瓦解的“塊體物料”衝入白矮星,為白矮星“植入”重金屬元素。有一點可以確信,在白矮星周圍遺存的重金屬“汙染物”不會馬上消失,重金屬物會在白矮星炙烤下蒸發,它們非常靠近白矮星的潮汐半徑,這是白矮星的引力潮汐能夠撕碎岩石狀天體的距離。在接下來的百萬年時間,所有遺留的小行星碎片將會以“天女散花”的樣式衝向“純潔天使”的白矮星表面,“塵埃落定”或“一地雞毛”這類詞語很好地描繪了白矮星周圍行星碎片的最終命運。

死亡恆星系顯現“太陽城”的“幻滅”圖景

(編譯:2015-10-22)

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