發現最古老白矮星:
有多古老?
距地球有多遠?
距地球僅 90 光年發現已知最古老太陽系遺蹟
這一發現為巖態行星在遠古時期便能大量形成提供了進一步的證據
兩顆白矮星(藍色 WDJ1922+0233 和紅色 WDJ2147-4035)圍繞行星碎片的藝術想象圖。(圖源:華威大學/馬克·加里克博士)
在距離地球僅 90 光年的地方,科學家們發現了一顆已知的曾擁有巖態行星系統的最古老死星,這項發現讓科學家們可以對近 110 億年前形成的世界組成有深入了解。
這是一顆所謂的白矮星,即核心氫燃料耗盡的恆星「遺體」。107 億年前(大爆炸後僅 30 億年),一顆普通恆星誕生了;現在,它的「遺體」被命名為 WDJ2147-4035,是歐洲航天局蓋亞星系測繪任務資料收集中新發現的兩顆被行星碎片汙染的白矮星之一。
雖然它們不是第一顆被發現從一場顯而易見的行星大碰撞中吸積碎石的白矮星,但它們是最古老的,因此它們給科學家研究宇宙不到 30 億年時形成的行星組成提供了敏銳洞察力。
就WDJ2147-4035而言,它的前身恆星質量比太陽大,但還沒有大到足以使它在生命盡頭爆炸成超新星。相反的是,在它形成的50萬年後,也就是大約 102 億年前,這顆恆星的核心耗盡了用於核聚變的氫燃料,膨脹成了一顆紅巨星。然後它慢慢噴發掉了外層,露出惰性的富氦核——成了一顆白矮星。
隨著恆星在其紅巨星階段的演化,它的引力場也在不斷變化,一些繞軌道運行的行星要麼被摧毀,要麼被撕裂,也有一些行星可能完好無損地倖存下來。無論哪種方式,這種擾動都會導致大量繞軌道運行的行星碎片落入白矮星上。
由英國華威大學阿比蓋爾·埃爾姆斯博士生領導的天文學家們採用了來自蓋亞空間望遠鏡和暗能量巡天項目——由智利托洛洛山美洲際天文臺布蘭科望遠鏡上的暗能量照相機觀測——的光譜測量資料,以及同在智利的甚大望遠鏡上的 X-Shooter 儀器分析了紅色的WDJ2147-4035和藍色的WDJ1922+0233 ——第二顆白矮星——的化學成分。
分析結果顯示出行星組成的驚人多樣性。藍色 WDJ1922+0233 的顏色不是來自其溫度,而是來自其氦氫大氣中罕見混合氣體,這顆白矮星顯然受到了與地球陸殼成分相似物質的汙染。
「這些被金屬汙染的恆星表明,地球並不是獨一無二的,在外太空還有其他有著與地球相似星體的行星系統。」埃爾姆斯在一份聲明中如是說道。
紅色的WDJ2147-4035更像是一個謎題:其中的鋰、鉀、鈉含量正在不斷增加,而且這個白矮星還被初步檢測到有碳吸積。
「紅星 WDJ2147-4035 是一個謎,因為它吸積的行星碎片富含鋰和鉀,與我們太陽系中已知的任何東西都不一樣,」埃爾姆斯說。
無論如何,這些發現為巖態行星在遠古時期便能大量形成提供了進一步的證據,儘管當時重元素在宇宙中並不常見——因為這些元素需要由每代恆星累積形成。
埃爾姆斯說:「一想到這都是100 億年的時間尺度上發生的,而且這些行星甚至在地球形成之前就已經死亡,我就覺得真是令人驚歎不已。」
該研究發表在 11 月 5 日的《皇家天文學會月刊》上。
相關知識
白矮星,是一種主要由電子簡併物質構成的恆星核殘骸。白矮星具有非常高的密度:它的質量與太陽相當,但體積與地球相近。白矮星內部沒有核聚變,其微弱的亮度來自殘餘能量的熱輻射。已知離地球最近的白矮星是在8。6光年外的天狼星B,即天狼星雙星系統中較小的那顆伴星。目前,在距離太陽最近的百顆恆星系統中,一般認為有8顆白矮星。白矮星異常昏暗的微光在1910年首次被識別到;白矮星這一名稱由威廉·魯伊登在1922年首次使用。
恆星是一種天體,由引力凝聚在一起的一顆球型發光等離子體,離地球最近的恆星是太有。許多其他恆星在夜間用肉眼可見,但它們與地球的巨大距離使它們看起來像是固定的光點。最顯眼的恆星被分為星座和星群,許多最亮的恆星都有專有名稱。天文學家編制了專門的恆星目錄,用以識別已知恆星併為恆星提供標準化命名。可觀測宇宙估計包含 10²² 至 10²⁴ 顆恆星,其中只有大約 4000 顆是肉眼可見的,且都在銀河系內。
BY: Keith Cooper
FY: 堅迪柏
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選文:天文志願文章組-
翻譯:天文志願文章組-堅迪柏
審核:天文志願文章組-
終審:天文志願文章組-零度星系
排版:天文志願文章組-零度星系
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參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自:https://www.space.com/remnants-earthlike-planets-oldest-solar-system
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