行星残骸的最后时刻

2022/2/10 20:23:44 来源:IT之家 作者:问舟 责编:问舟

IT之家 2 月 10 日消息,天文学家首次观测到了来自被摧毁行星的碎片撞击白矮星表面的瞬间。

这篇今日(当地时间 9 日) )发表在 Nature 杂志上的论文首次对白矮星吸积的岩石物质进行了直接测量,并证实了迄今为止一千多颗恒星吸积的间接证据。值得一提的是,我们这次观测到的事件发生在行星系统形成数十亿年后。

英国华威大学的天文学家们用 X 射线探测到一个行星系在其主星碰撞并在恒星表面被吞噬后留下的岩石和气体物质,为人类打开了的书篇。

大多数恒星,也包括像太阳这样的恒星,它们的命运都是最终化成白矮星。我们在银河系中已经发现了超过 30 万颗白矮星,而且许多白矮星被认为是在吸积曾经环绕它们运行的行星和其他物体的残骸。

几十年来,天文学家一直在尝试利用光谱学和紫外线波长来测量恒星表面元素的丰度,并由此得出它内容物的成分。

间接证据表明,这些天体正在积极地吸积,且从光谱观测中可以看出,25-50% 的白矮星大气中都有铁、钙、镁等重元素。

不过,在此之前,天文学家还没有看到这些物质被拉入恒星的过程。

华威大学物理系的蒂姆・坎宁安博士说:“我们终于观测到了有物质进入恒星大气层的事实。这是我们第一次能够推导出一个不依赖于白矮星大气详细模型的吸积速率。值得注意的是,它与之前的研究结果非常吻合。

“以前,吸积速率的测量使用光谱学,并依赖于白矮星模型。这些都只是数值模型,只是用来计算元素从大气中下沉到恒星中的速度。它可以告诉你有多少元素以吸积率的形式落入大气中,然后你可以逆向推算,以此计算出一种元素在母体中有多少,无论是行星、卫星还是小行星。”

IT之家了解到,白矮星是一颗已经烧尽其燃料并脱落其外层的恒星,在这个过程中可能会摧毁或扰乱任何轨道上的天体。当来自这些天体的物质以足够高的速度被拉入恒星时,就会撞向恒星的表面,形成一个温度在 10 万到 100 万开尔文之间的等离子体。等离子体在恒星表面沉淀并冷却下来后,就会发射出可以被探测到的 X 射线。

实际上,要想探测到这些 X 射线非常具有挑战性,因为到达地球的少量 X 射线可能会在天空中其他明亮的 X 射线源中丢失。

于是,科学家们通过探测 X 射线来分析白矮星 G29-38,然后证实白矮星目前正在吸积旧行星系统的残余物。以这种方式探测吸积,让我们得以一窥数千个已知系外行星系统的可能命运,包括我们自己的太阳系。

凭借钱德拉望远镜比其他望远镜提高的角度分辨率,他们可以将目标恒星与其他 X 射线源隔离开来,并首次观察到来自孤立白矮星的 X 射线。它证实了几十年来对物质聚集成白矮星的观测,这些观测依赖于光谱学的证据。

坎宁安博士补充说:“这个结果真正令人兴奋的点在于,我们正在研究一个不同的波长的 X 射线,这代表着我们能够探测一种完全不同的物理类型。”

“这一发现提供了白矮星目前正在聚集旧行星系统的残留物的第一个直接证据。以这种方式探测吸积提供了一种新技术,通过这种技术,我们可以研究这些系统,让我们得以一窥数千个已知的系外行星系统的可能命运,包括我们自己的太阳系。”

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关键词:恒星行星天文白矮星

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