極古老白矮星帶有塵埃環,不符行星系統演化模型

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 22 日 12:08 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly

一顆已經死亡許久的古老白矮星,身旁卻被發現帶有多道塵埃圓盤,它正在挑戰行星系統演化的模型。



當一顆中 / 低質量恆星耗盡燃料後,它開始膨脹成紅巨星,噴出外層氣體成為行星狀星雲,最後留下的熱殘骸核心就是白矮星,大小通常與地球差不多。50 億年後,我們的太陽也將踏上同樣旅程,到時候水星、金星勢必會隨著太陽膨脹而被吞噬,位於外太陽系的木星、土星、天王星、海王星則會因為太陽不斷損失質量、引力減弱而往外飄移。

過去科學家發現約 1~4% 白矮星帶有環系統,原因是經過恆星的小行星、彗星因混亂引力而被撕裂,成為圍繞著白矮星的塵埃碎片,該分解過程稱為潮汐力崩解事件(tidal disruption event,TDE)。

但這個盤不會永遠存在,諸如還未死亡的土星最引以為傲之特徵「土星環」,最快都可能在 1 億年內就消散無蹤了。隨著中心恆星不斷從原盤吸出材料,最終圓盤所有物質都會沉積到白矮星表面上,而模型指出,一顆極古老的白矮星不太應該還有環系統相伴。

然而 NASA「Backyard Worlds: Planet 9」計畫中,利用廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)發現的帶環白矮星 LSPM J0207 + 3331,挑戰了我們假設的行星系統演化模型。

LSPM J0207 + 3331 距離我們約 145 光年,溫度 5,800℃,推算年齡高達 30 億歲,卻帶有至少兩圈環,內圈僅靠白矮星,外圈為恆星撕裂小行星的薄環,且環系統可能存在了 10 億年。

這項發現與模型相互衝突,團隊也不清楚為什麼這顆古老白矮星還帶有圓盤,在此之前,科學家僅從 LSPM J0207 + 3331 年齡三分之一的白矮星身旁發現環系統,也許使用未來將發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡進行後續觀測,可以幫助我們了解更多訊息,比如環的組成成分。

當我們對白矮星的理解程度越豐富,越能窺知以後太陽的走向。新論文發表在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:NASA

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