地球的最终命运 死去的恒星吞食行星

科学家观察到遥远的白矮星正在吞食行星残留的碎片，这仿佛暗示了太阳系的未来。

地球的最终命运 死去的恒星吞食行星

艺术家绘制的小行星在绕白矮星运行过程中逐渐解体的景象。图片来源：Mark A. Garlick

最近，科学家观测到了被摧毁的行星系统的残留物绕着死去的恒星运动，并被其逐渐吞食的景象，而这很可能也是我们太阳系最终的命运。

这一发现证实了天文学家的理论，解释了为什么很多白矮星（核燃料耗尽的恒星）仍然在表面累积物质，尽管所有比氦重的元素本该在白矮星形成早期就已沉入它致密的中心。

“这个发现简直不能更酷了，”美国空间望远镜科学研究所的天文学家John Debes说，“很久以前我们就想出了解释白矮星为何布满尘埃的理论，但直接观测到星子（指与矮行星大小相似或更小的岩石天体）在我们的眼前蒸发，真是十分令人激动。”

当一个质量不太大的恒星，例如太阳耗尽它的所有燃料时，就会变成一个白矮星。恒星会首先膨胀成一个红巨星，尺寸大到足以吞没内行星（对于太阳系来说，就包括地球在内），然后褪去外层物质，只留下一个很小、很致密的核，重元素会被白矮星巨大的引力拖入恒星中心。

然而，几十年来，对白矮星所发出的光的分析表明，有些白矮星的表面也有金属和其他元素。为了解释这个问题，天文学家设想白矮星可能还在继续吸取周围外行星和小行星的残留物，这些残留物是在白矮星激烈的形成阶段被甩到行星系统内部，并被其强大的引力撕碎的。后来，天文学家在部分白矮星周围观测到了残骸盘，为该理论提供了证据。而现在这个研究是天文学家首次观测到正在进行中的此类过程，论文于10月21日发表在《自然》Nature上。

观察到瓦解行星或小行星的残留物也可以帮助我们窥见自己的未来——该研究的第一作者，哈佛-史密森尼天体物理学中心的天文学家Andrew Vanderburg说。“这种情况在我们太阳系中也很有可能发生。”

行星的墓地

该团队研究了室女座中的白矮星WD 1145+017，距离地球约175秒差距（571光年）。NASA的开普勒空间望远镜在二期任务（K2）中研究了该恒星发出的光，发现它每4.5小时就会变暗一些，就好像有什么东西经过，掩盖了它的光芒一样。研究者称，他们使用地基望远镜进行后续研究后发现，有至少一个，甚至很可能多达6个或更多的小型岩石天体正围绕着该白矮星运动，并拖着由尘埃组成的尾巴。


进一步地分析来自该恒星的光后，研究者发现该白矮星表面含有钙、铁和铝元素，表明这些岩石天体正在逐渐解体。研究者估计，每秒钟有800万千克的物质受到白矮星的巨大热量烘烤而蒸发。后续研究或能分析出每块天体的化学组成，通过“验尸”来弄清它们在被摧毁前是什么样，加州大学洛杉矶分校的天文学家Michael Jura说。

“继续对这一系统进行观测，我们就能了解挡住白矮星光的尘埃颗粒大小，以及岩石天体的组成，”Vanderburg补充道，“也能找出那个恒星系统的行星组成与我们太阳系有哪些重要的不同之处。”（撰文 伊丽莎白·吉布尼（Elizabeth Gibney）翻译 丁家琦 审校 韩晶晶）

冷娜 本文来源：《科学美国人》中文版《环球科学》