太阳系外首次发现含水行星残骸

科学家在距离地球50秒(150光年)的死星轨道上发现了一颗潜在富含水的小行星的残骸。这一发现意味着自始至终，许多不同的恒星都可能蕴藏着富含水的岩石物质，这是建造可居住星球的重要组成部分。科学家指出，这是首次在太阳系以外的岩石中发现水存在的证据，这对寻找外星生命和可居住的行星具有重要意义。

几年来，英国剑桥大学的杰伊·法里希(Jay Farihi)和他的同事们一直在寻找白矮星周围的岩石行星或它们的化学成分的痕迹——白矮星是恒星的残余物，最终是通过将一至八个太阳的质量塞入一个相当于地球大小的空间而获得的。Farihi强调白矮星是研究太阳系外行星组成的天然实验室，因为它们的强大引力可以在吸入小行星碎片的同时将附近的小行星撕成碎片。这些碎片相对容易找到，因为它们用重金属污染了白矮星的氢或氦原始大气。

该研究小组关注白矮星GD61——这颗恒星的致密核心大约比太阳重三倍。观察表明，GD 61曾经是一颗类似太阳的恒星，但2亿年前它走到了生命的尽头，并演化成一颗低光度、高密度的白矮星。在这个过程中，GD 61释放出超强的重力，并“吞噬”其附近的行星。目前，GD 61周围的岩石碎片应该是它当时“进食”留下的“碎片”。

先前的观测发现了一个环绕GD 61的碎片盘，其大气中富含氧气——这是水可能存在的一个重要线索。

利用安装在美国宇航局哈勃太空望远镜上的紫外分光仪，研究人员更精确地测量了GD 61的氧含量。结合莫纳克山凯克天文台观察到的大量其他元素，研究小组确定了岩石中应该存在多少氧气。然而，哈勃太空望远镜揭示的实际氧气丰度要大得多，这意味着水或其他含碳物质可能携带额外的氧气。

然而，法里希指出白矮星只含有非常少量的碳，使得水成为这些丰富氧气的唯一可能来源。经过计算，研究小组认为，如果GD 61周围的碎片盘是单一天体的残骸，那么这个天体的大小应该相当于灶神星，太阳系中的一颗小行星，直径约500公里，富含水(约占总质量的26%)。相比之下，地球要干燥得多，水只占地球质量的0.023%。这使得它与小行星谷神星非常相似，谷神星被认为给年轻的地球带来了水。Farihi和他的同事在最新出版的美国科学杂志上报道了研究结果。

洛杉矶加利福尼亚大学的天文学家本·祖克曼没有参与这项研究，他说，“这是第一个令人信服的证据”，证明被白矮星击碎的天体既是一个岩石，又富含水。

Farihi指出，假设的小行星一定是“最近”被粉碎的，因为围绕白矮星的碎片盘只有100万年历史，污染白矮星大气层的物质已经进入该恒星的核心不到20，000年。

Farihi说，来自一颗看不见的外行星的重力推进力是一颗富含水的小行星如此接近白矮星以至于被击碎的最有可能的解释。接替哈勃太空望远镜的詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2018年晚些时候发射，可能有机会在幕后展示这颗行星的真实面貌。

马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的约翰·德比斯认为，这些观察表明，如果行星围绕GD 61运行，“它们的表面可能会有水。”

天文学家普遍认为，在大约60亿年后，太阳将会坍缩并演化成白矮星。因此，这一发现在一定程度上描绘了太阳和地球的未来。60亿年后将在远处观察太阳系的外星天文学家也可能会说，曾经有一颗富含水的适于居住的行星。