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这位艺术家的想象力描绘了新发现的恒星系统 ， 一个行星碎片围绕着一颗白矮星旋转 。华威大学/ MARK GARLICK插图
据国家地理报道(作者:NADIA DRAKE编译:邱炎伦):天文学家发现了一颗白矮星周围的岩石球体 ， 这可能揭示了50亿年后太阳系的面貌 。
1995年 ， 地球表面的一架望远镜接收到数百光年外微弱的抖动信号 ， 从而解开了困扰人类许久的宇宙之谜 。原来这台望远镜探测到的是第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星 。这一史无前例的发现证明了太阳系外确实存在行星——而且可能相当多 。
之后 ， 天体物理学家在银河系中发现了近4000颗围绕恒星运行的系外行星 。这些恒星 ， 像我们的太阳一样 ， 处于它们生命周期的主序星阶段 。在此期间 ， 恒星会稳定燃烧并发光 ， 通常持续数十亿年 。
然而 ， 最近研究人员发现 ， 一个行星体近距离围绕一颗白矮星运行 ， 而白矮星是一颗燃尽的垂死恒星 。这项研究成果发表在四月份的《科学》杂志上 。这一史无前例的发现让我们得以一窥未来太阳开始消亡时地球可能的命运 。
该研究小组由英国华威大学的天体物理学家克里斯托弗·曼瑟领导 。他们利用光谱学从白矮星周围的气体盘中收集并分析不同波长的光 ， 从而发现了这个岩石天体 。这是科学家首次使用这种方法来识别围绕白矮星运行的行星体 。
曼瑟在一封电子邮件中解释说 ， 他们的研究小组使用西班牙拉帕尔马的Gran Telescopio Canarias观察“气体板中钙发出的光的颜色 ， 每两到三分钟收集一次光谱 。这项技术可以让科学家在气体盘远离和靠近地球时 ， 探测到光线颜色的细微变化 。这种颜色变化被称为“多普勒摆动” ， 类似于声音的“多普勒效应” ， 即警车呼啸而过时汽笛的音调变化 。
曼瑟说 ， “就我们的探测而言 ， 根据颜色的变化 ， 我们已经确认有一颗微型行星以两小时为周期在气体盘中旋转 。因为这个天体的体积比较小 ， 所以研究小组将其归类为小行星 。
重建这个星球
科学家为什么要研究系外行星？很大一部分原因是为了更好地了解我们太阳系的演化 。如果像曼瑟认为的那样 ， 这颗小行星曾经是一颗像地球一样的行星 ， 那么结果可能是残酷的 。
当被这个行星体包围的恒星开始耗尽燃料并膨胀时──就像大多数类似太阳的恒星面临生命终结一样 ， 巨大的引力将撕裂附近的行星 ， 只留下行星的岩石核心 ， 并产生碎片圆盘 。曼瑟怀疑我们的地球将面临类似的命运 。
【白矮星和矮行星】他说 ， “大约50亿年后 ， 太阳最终会耗尽燃料并膨胀 ， 届时它将吞没水星和金星 ， 很可能还会吞没地球 。但火星和其他天体 ， 包括木星、土星和小行星带 ， 可能会在整个过程中幸存下来 。但是 ， 这些天体可能会损失一部分质量 ， 这可能会使它们的轨道略大 。最后 ， 太阳会变成白矮星 。」
然而 ， 根据康奈尔大学卡尔·萨根研究所主任、天体物理学教授丽莎·卡尔特内格的说法 ， 此类研究可能仍有光明的一面 。如果围绕白矮星运行的小行星发生碰撞 ， 它们最终可能会合并成稳定的新行星 。她研究了这种可能性 ， 结果显示这些重建的行星甚至可能适合生命存在 。
她在一封电子邮件中写道:“我们发现 ， 当白矮星更冷时 ， 这样的行星可以维持数十亿年的温和条件 。例如 ， 虽然新行星诞生时的暴力环境可能会使行星表面的水消失 ， 但之后仍可能有富含水的彗星撞击行星 ， 带回生命起源所需的液体 。因此 ， 她说 ， “与炎热干燥的死亡星球不同 ， 在这个星球上 ， 生命可能会全部重新开始 。」
“这篇论文可以说是整个谜团的第一块拼图 ， 确定了年轻白矮星周围的小行星是如何变成行星的 。」
现在 ， 曼瑟希望将这种光谱学方法应用于其他也有气体盘的恒星系统 。他说 ， 这些恒星周围可能有更多的小行星 ， 这可以帮助我们了解行星的生命周期 。“接下来 ， 我们希望发现更多这样的行星 。」
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