天文学家在白矮星大气层中发现100亿年前的行星碎片

银河系最古老的行星碎片被发现。

Mark Garlick

一些来自欧洲的天文学家在研究白矮星时发现，银河系至少在100亿年前可能就已经拥有类似地球的行星了——但它们，至少被发现的这些，已被毁灭。

白矮星是一种非常特别的天体。通常认为它们是由中小质量恒星的内核转化而来的。这些处于“白炽”状态的小型天体温度很高，但已不再进行核聚变，因此会以特定的速率冷却。

特定的速率表明白矮星的温度通常和年龄成反比。已知宇宙中温度高的白矮星表面温度近15万K，而温度低的大约只有4000K左右。这次天文学家研究的白矮星表面温度只有3000多K。以典型的白矮星冷却速率推算，它们的形成时间大约是在100亿年以前。

研究人员认为，这两颗白矮星的前身，可能是银河系中的首批恒星。这两颗恒星死后50亿年，我们的太阳系才诞生。

研究人员还在这两颗白矮星的光谱中发现了异常现象。白矮星是前身恒星的残骸，这意味着它们体内也会保留有前身恒星的部分特征，比如它们也会含有大量从前身恒星那里继承下来的重元素。但这些固有的重元素会下沉到白矮星内部，白矮星表面大气基本上全由氢或氦组成，它们的光谱中通常也只含有这两种轻元素的谱线。

而这一次科学家发现，这两颗白矮星的光谱中存在“金属”元素，也就是重元素的谱线。研究人员认为，这些重元素并非是它们继承来的，而是它们“新近”吞噬掉的行星的碎片。

研究人员发现，这两颗白矮星中的一颗名叫WDJ2147-4035的大气中含有钠和钾；另外一颗名叫WDJ1922+0233的大气中存在一系列与地球成分十分相似的元素——这或许表明它吞噬过一颗与地球类似的岩石行星。

参考
Spectral analysis of ultra-cool white dwarfs polluted by planetary debris
https://arxiv.org/pdf/2206.05258.pdf