天文学家发现了一个地球大小的岩石星球,正在围绕一颗白矮星运行。这表明我们的星球在未来有可能活得比它的恒星更久。
60亿年后,太阳将膨胀成红巨星。这个过程会毁灭水星,也许还会毁灭金星。长期以来,我们一直认为地球也不能幸免于难。
但也许地球并不一定会消失(尽管那时它可能是一个早已无法居住的世界)。
科学家发现了一颗围绕已经历红巨星阶段的恒星运行的岩石星球。这颗行星正围绕着一颗白矮星运行。白矮星是恒星燃尽后留下的较小恒星体。重要的是,这颗行星看起来就像它曾经在地球目前围绕太阳运行的相同位置绕恒星运行。在垂死的恒星吃掉它之前,它可能会运行到一个更遥远的轨道,轨道半径是日地距离的两倍。这使其成为第一个被观测到围绕白矮星运行的潜在岩石星球。
“我们不知道地球能否活下来。”加州大学圣地亚哥分校的天体物理学家张克明(Keming Zhang,音译)说。他主持了发表在《自然-天文学》杂志上的这项研究。“如果地球得以存活,它最终会出现在类似这颗星球所在的位置。”
这颗行星距离我们约4000光年。2020年,韩国的一个望远镜网络利用微透镜技术发现了它。韩国团队观察到这颗行星的恒星从另一颗恒星前方经过。从背景来看,这颗恒星将射向望远镜的光量放大了1000倍。
这是一次偶然事件。我们很难获得后续详细观测的机会,除非未来有强大的新望远镜能够更好地观测到这颗行星的恒星。但张克明和他的团队2023年在夏威夷的凯克天文台做了额外的工作,确定了这颗恒星是一颗白矮星。
研究人员设法收集数据,从而能够计算得出结论:至少有两个星体在围绕白矮星运行。
其中一颗疑似褐矮星,一种未能通过核聚变点燃的失败恒星,它位于离恒星很远的地方。但另一个物体是一颗质量约为地球1.9倍的行星,其轨道距离恒星更近,这表明它可能是一颗岩石行星。
通过对恒星系统的演化进行建模,该团队计算出这颗行星可能曾经处于与地球相同的宜居轨道。恒星的大小也可能与我们自己的相似。“我们预计其质量大约和太阳相当。”张博士说。
微透镜观测显示了白矮星的迹象,如图中垂直白线所示。研究人员在事件发生前几年(a)、背景恒星亮度在2020年达到峰值后不久(b)和2023年消失后(c)拍摄了这颗恒星的图像
然而,随着恒星燃料耗尽,它失去了一些质量,导致这颗岩石行星的轨道变远。这使得它能够逃脱恒星膨胀的红巨星阶段,并存活到恒星的白矮星阶段。
我们目前已经发现了一些围绕白矮星运行的气态行星,但它们要么有更遥远的轨道,要么在红巨星阶段之后会向内迁移。但马里兰州空间望远镜科学研究所的天文学家苏珊 · 穆拉利(Susan Mullally)表示,如果张博士的探测是正确的,这将是已知的第一颗绕此类恒星运行的岩石行星。穆拉利博士说:“这绝对是我们在白矮星周围发现的最小、最整洁的岩石星球。”
加州大学河滨分校的天文学家斯蒂芬 · 凯恩(Stephen Kane)说,当他看到这篇论文时,他“真的很兴奋”。然而,凯恩博士之前曾研究过行星是否能在恒星的红巨星阶段存活下来。他认为褐矮星的存在带来了复杂性。他说:“如果褐矮星之前靠得更近,然后被往外推,这将改变整个系统的动态环境。也许还有其他行星被抛出,而我们看到的仅是幸存下来的星球。”
美国宇航局(NASA)将于2027年或之后发射南希 · 格雷斯 · 罗曼空间望远镜,预计将通过微透镜发现更多行星,包括一些围绕白矮星的行星。张博士说:“其中一些可能离得足够近,我们可以进一步进行调查研究。”
目前,张博士探测的星系就像是暗示我们未来的一个水晶球。在一瞬间,我们设法瞥见了一点未来的迹象。
资料来源 The New York Times
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本文作者乔纳森·奥卡拉汉(Jonathan O’Callaghan)是一位知名科学作者,写作领域包括天文学、天体物理学、商业航空以及空间探索。