https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/11/white-dwarf-debris-disk-2025-10-23-1-300×169-1.jpg这是一幅围绕着被破碎行星碎片环绕的白矮星的想象图。
数十亿年后,太阳也将迎来恒星寿命的终结。图中描绘了那些在剧烈变动中幸存下来的行星,被向内吸引,并因潮汐力而破碎,进而形成碎片盘的情景。
碎片盘指由岩石、冰的碎片以及尘埃构成的环绕恒星的圆盘。
蒙特利尔大学的埃丽卡·勒布尔代(Érika Le Bourdais)等人领衔的国际研究团队,对三角座方向约145光年外的白矮星“LSPM J0207+3331”进行观测,结果从该白矮星大气中,检测到了多种元素,这些元素被认为源自被破坏并落下的岩石质天体。
白矮星是像太阳这类不会发生超新星爆发的相对较轻恒星演化后的天体。典型白矮星直径与地球相近,质量却约为太阳的60% ,具有密度极高的特点。
步入晚年的相对较轻恒星,外层会大幅膨胀,进化为红巨星,并向周围空间释放气体和尘埃。失去外层后,恒星仅剩下中心核,最终演化为白矮星。
白矮星是恒星残骸,依靠余热发光。刚诞生的白矮星表面温度可能超10万开尔文(约10万℃) ,随后会随时间逐渐降温。
研究团队称,LSPM J0207+3331表面温度约5910开尔文(约5640℃) ,与太阳相近,自其演化为白矮星并开始冷却,至今约30亿年。
研究团队利用位于夏威夷的W. M. 凯克天文台的凯克I望远镜上搭载的高分辨率埃歇尔光谱仪“HIRES”进行观测,从以氢为主要成分的LSPM J0207+3331大气中,检测到13种重元素。在天文学中,比氢和氦重的元素常被统称为“重元素”或“金属” 。
13种重元素为:钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、硅(Si)、钙(Ca)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锶(Sr)。
W. M. 凯克天文台主任科学家约翰·奥梅拉(John O’Meara,未参与此次研究)评论称,这是行星被撕裂并落向死亡恒星的直接证据。被破坏的天体据推测至少直径200千米。
恒星死亡数十亿年后,行星系的混乱仍在持续?
并非首次在白矮星上检测到来自落向其天体碎片的元素,但此次研究中,LSPM J0207+3331冷却开始约30亿年的年龄是关键。白矮星大气由氢和氦构成,其中所含重元素会在数天到数百万年相对较短时间内下沉,从而无法被检测到。
此前近半数从大气中发现重元素的白矮星,都显示出持续从周围吸收重元素的迹象,这表明行星系受到了力学干扰。此次在LSPM J0207+3331检测到13种重元素,说明岩石质天体轨道在数百万年内 “最近” 受到干扰,进而走向被破坏。
此次研究成果表明,恒星死亡数十亿年后,行星系中仍残留能在白矮星大气留下痕迹的物质,且LSPM J0207+3331行星系可能是多个行星相互作用,历经数十亿年使轨道逐渐不稳定这一过程的典型。
虽然LSPM J0207+3331中,幸存的木星大小行星可能与轨道不稳定有关,但因其距离主星远且表面温度低,即便存在也难以检测。
基于欧洲航天局(ESA)运营的盖亚太空望远镜(Gaia)的位置测量数据,通过白矮星运动间接检测行星,或借助詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的红外线观测,有望区分是行星相互作用还是邻近恒星的影响。

发表回复
要发表评论,您必须先登录。