我们的太阳系未来会怎样

天文学家小组第一次发现了一颗围绕白矮星运行的巨大行星的间接证据。

地球大小的白矮星距离地球1200光年，这颗行星的大小是它的四倍多，也是第一颗被发现绕白矮星运行的行星。

在这颗类似海王星的行星上，一条类似彗星的气体尾巴被它周围的炽热白矮星蒸发了。

在其他炽热的白矮星中，巨大行星“蒸发”的痕迹可能很常见。

最近，英国华威大学和其他机构的研究人员使用欧洲南方天文台的超大型望远镜发现了白矮星周围的神秘气体。这个圆盘包含氢、氧和硫——一种很可能来自这个星球的混合物。这是研究人员首次发现与白矮星相关的巨型行星的证据。

白矮星是类太阳恒星爆炸的残留物。在很短的距离内，巨型行星的大气层被剥离，在白矮星周围形成一个气体圆盘。这个独特的系统暗示了太阳系在遥远的未来会是什么样子。相关论文最近发表在《自然》杂志上。

沃里克大学的鲍里斯格，谁负责这项研究？“这是一个偶然的发现，”恩斯克说。

一些不寻常的事情

白矮星是由一些恒星进化而来的。一些质量与太阳相似的恒星将首先膨胀成红巨星，并最终在燃料耗尽时演化成白矮星。到目前为止，没有证据表明一颗行星能够在恒星转变成白矮星后存活下来。

但是这个叫WDJ0914+1914的白矮星似乎有一些不寻常的东西。

该小组检查了斯隆的数字天空调查观察到的大约7000个白矮星，发现其中一个与其他的不同。通过分析这颗恒星发出的光的细微变化，他们发现了微量化学元素，其数量是科学家以前从未在白矮星上观察到的。

他们在数据中发现了非常小的氢峰，以及氧和硫峰，这是以前从未见过的。

“我们认为这个星系一定发生了不寻常的事情，并推测它可能与某种行星遗迹有关。”g？恩斯克告诉《中国科学》。

为了更好地理解WDJ0914+1914的特性，研究小组用位于智利阿塔卡马沙漠的超大型望远镜上的x光发射器对其进行了分析。通过研究光谱细节，研究小组发现这些元素是从气盘旋转到白矮星的，而不是从恒星本身。

智利瓦尔帕莱索大学的马蒂亚斯·克里斯伯计算了该系统过去和未来的发展。“我们花了数周的时间苦苦思索，才发现制造这样一个圆盘的唯一方法是蒸发一颗巨大的行星。”施雷伯说。

如果有这样一颗行星，它将是第一个经历过太阳衰变的已知“幸存者”。

第一个幸存者

研究人员发现，检测到的氢、氧和硫含量与在海王星和天王星等巨大冰冻行星的深层大气中发现的相似。如果这样一颗行星的轨道接近一颗炽热的白矮星，白矮星发出的极端紫外线辐射会剥离其外层，一些剥离的气体会旋转成一个圆盘，积聚在白矮星上。

这是科学家们认为他们在离巨蟹座大约1500光年的WDJ0914+1914附近看到的:一颗围绕白矮星运行的蒸发行星。迄今为止，科学家从未发现白矮星周围有巨型行星的证据。这可能是轨道上许多此类恒星中的第一颗。

通过将观测数据与理论模型相结合，来自英国、智利和德国的天文学家团队可以更清晰地描绘出这个独特系统的图像。

白矮星很小，非常热，温度高达28000摄氏度，是太阳温度的五倍。相比之下，地球又冷又大。因为它在近距离绕着白矮星运行，所以它可以在10天内绕它一周。白矮星发出的高能光子正在逐渐吹走地球的大气层。大多数气体逸出，但有些气体被吸进圆盘，以每秒3000吨的速度旋转进入白矮星。正是这个圆盘使得隐藏的行星可见。

沃里克大学的奥德托洛扎说:“这是我们第一次能够测量圆盘中氧气和硫等气体的数量，这为研究外行星大气的组成提供了线索。”托洛萨开发了一个模型来计算白矮星周围的气体圆盘。

"这一发现也为理解行星系统的最终命运打开了一扇新的窗户."g？恩斯克说。

45亿年后

这颗行星围绕白矮星运行的距离只有1000万公里，是白矮星半径的15倍，白矮星是红巨星的时候应该在它的内部。这颗行星不寻常的位置意味着在主星变成白矮星后的某个时刻，这颗行星离它更近。

研究人员认为，新的轨道可能是由于重力和系统中其他行星之间的相互作用，这意味着不止一个行星可能在其主星剧烈变化中幸存下来。

从某种意义上来说，WDJ0914+1914让人们看到了太阳系遥远的未来。"我们今天看到的白矮星曾经是一颗类似太阳的恒星."施雷伯告诉记者。

像太阳这样的恒星大部分时间都在燃烧核心氢。一旦燃料耗尽，它们会膨胀成红巨星，红巨星的体积会增加数百倍，吞噬附近的行星。

以太阳系为例。这将包括水星、金星甚至地球，它们将被太阳吞噬，太阳将在大约50亿年后变成一个红巨星。最终，太阳将失去它的外层，只留下一个烧毁的核心——白矮星。这样的恒星残骸仍然可以作为行星的宿主，而且许多这样的恒星系统被认为存在于我们的星系中。

之前，施雷伯和g？Nsicke和其他人发表了论文，详细说明了如何发射足够多的高能光子来蒸发木星、土星、天王星和海王星。就像在WDJ0914+1914中一样，一些行星大气中的气体最终会落在太阳上，成为白矮星，并被未来的外星天文学家观测到。

“很少有天文学家考虑围绕垂死恒星运行的行星的命运。这一发现有力地证明，宇宙一再挑战我们的思维，让我们超越既定的观念。”g？恩斯克说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1789-8