數十億年前，一顆類太陽恆星步入死亡，在膨脹為「紅巨星」吞噬周圍行星後，外層瓦解並留下一顆核心殘骸──「白矮星」。
理論上，該恆星周圍的行星應該已經在膨脹過程中毀滅，但近期刊登於《自然》（Nature）期刊上的一篇研究卻發現一顆約為木星大小的系外行星 WD 1856 b，正以每 34 小時的週期緊密環繞著這顆白矮星。
WD 1856 b 是 2020 年由美國太空總署的凌日系外行星巡天衛星（TESS）和已退役的史匹哲太空望遠鏡所發現，距離地球約 80 光年。這顆行星的大小與木星相仿，但白矮星的大小卻只比地球大，因此使得 WD 1856b 比其母星體積還要大。
由英國聖安德魯大學 Ryan MacDonald 領軍的國際團隊，利用 NASA 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）觀測 WD 1856 b 通過白矮星前方的「凌日」現象，試圖藉由光譜精確測量其溫度與大氣成分。結果「凌日」現象發生時的紅外光衰減程度比其他光還小，進一步分析發現該行星溫度高達攝氏 126 度，顯著高於白矮星輻射所能給行星的熱量。
研究共同作者 Christopher O’Connor 指出，這個「殘餘熱能」是解開行星為何能在母星走向紅巨星時倖存的關鍵。
透過模型回推，研究團隊研判該行星並未被紅巨星吞噬，而是在恆星演化為白矮星後的 30 億至 55 億年間，才逐漸向內遷徙至現今軌道。在遷徙過程中，行星受到白矮星強大重力的交互作用，產生了劇烈的加熱效應，隨後才緩慢冷卻至今。
此外，韋伯望遠鏡更首次在死亡恆星周圍的行星大氣中，檢測到雲層顆粒及甲烷等碳氫化合物的化學特徵。
▲ 圖為系外巨行星 WD 1856 b 的穿透光譜。科學家利用韋伯望遠鏡分析該行星遮擋白矮星光線的波長變化（白點為觀測數據，紫線為擬合模型），並從圖表中紅色區塊的特徵，首度確認這顆死裡逃生的行星大氣中，存在甲烷等碳氫化合物與雲層顆粒。
依據現在的恆星模型推測，太陽也將在約 50 億年後耗盡燃料膨脹為紅巨星，屆時水星、金星甚至地球都可能面臨毀滅。至於如木星般的氣態巨行星命運為何？
WD 1856 b 的存在證明了外圍行星或許有機會在恆星死亡後存活，並透過長期的軌道漂移重新定位。MacDonald表示「我們習慣用望遠鏡回顧過去，但這是我們第一次能夠透過圍繞一顆類太陽恆星殘骸運行的系外行星，來瞭解太陽系未來可能發生的事情。」
- NASA’s Webb Studies How Planet Survived Death of its Star
- Aerosols and hydrocarbons in the atmosphere of a white dwarf planet
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
