地球附近的白矮星周圍發現100億年前類地行星遺跡 _地球

地球附近的白矮星周圍發現100億年前類地行星遺跡(University of Warwick/Dr Mark Garlick)
據cnBeta：我們很容易忘記自己在宇宙中的位置，但是在地球存在之前，行星已經在誕生、生存和死亡了。現在，天文學家在兩顆不尋常的白矮星周圍探測到了古代行星的廢墟，其中包括一個近100億年前存在的類似地球的世界。
當大多數恒星，包括我們的太陽用完了可以燃燒的氫，它們就會膨脹成紅巨星，然后最終脫落外層，留下一個密集的核心，被稱為白矮星。任何可能圍繞原恒星運行的行星都很難在這一過程中存活下來，它們的殘余物可以被檢測到落入并"污染"白矮星。
在一項新的研究中，天文學家檢查了兩顆奇怪的白矮星的數據，包括一顆異常藍色的白矮星和另一顆比大多數白矮星更暗和更紅的白矮星。研究這些恒星的光線可以揭示它們的年齡，以及它們的大氣層中燃燒著什么元素，進而可以揭示它們曾經承載的行星的構成和類型。
被稱為WD J1922+0233的藍色白矮星被發現形成于大約90億年前，這意味著它的行星在那之前就存在并面臨著它們的啟示。這顆恒星的光線顯示，行星碎片的成分類似于地球的大陸地殼。
這顆較紅的白矮星被稱為WDJ2147-4035，離我們只有90光年，被發現有大約107億年的歷史，大約在102億年前成為一顆白矮星。它的光分析顯示，它的行星碎片中含有奇怪的元素組合，包括鈉、鋰和鉀。它也是迄今為止探測到的最冷的白矮星，其表面溫度僅為2777℃（5030°F）。
這項研究的主要作者Abbigail Elms說："紅巨星WDJ2147-4035是一個謎，因為吸積的行星碎片非常富含鋰和鉀，與我們太陽系中已知的任何東西都不同。這是一顆非常有趣的白矮星，因為它較低的表面溫度，污染它的金屬，它的老齡化，以及它具有磁性的事實，使得它非常罕見。"
該團隊說，這是我們銀河系中已知的圍繞白矮星的最古老的行星系統。作為參考，這兩顆白矮星的年齡都是我們自己太陽系的兩倍以上。
這項研究發表在《皇家天文學會月刊》上。
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據cnBeta：天文學家已經確定了我們銀河系中最古老的恒星，該恒星正在吸積繞行行星的碎片，使其成為銀河系中迄今發現的最古老的巖石和冰雪行星系統之一。研究結果認為，距離地球僅90光年的一顆微弱的白矮星，以及其軌道行星系統的殘骸，其年齡超過100億年。這項研究由華威大學領導，于11月5日發表在《皇家天文學會月刊》上。
藝術家對老白矮星WDJ2147-4035和WDJ1922+0233的印象，它們被軌道上的行星碎片所包圍，這些碎片將吸附在恒星上，污染它們的大氣。WDJ2147-4035是極其紅色和暗淡的，而WDJ1922+0233是異常的藍色。資料來源：華威大學/Mark Garlick博士
大多數恒星，包括像我們太陽這樣的恒星最終會變成白矮星。白矮星是一顆已經用完所有燃料的恒星，失去了它的外層，現在正經歷著一個收縮和冷卻的過程。在這個過程中，任何在軌道上的行星都會被打亂，在某些情況下，還會被摧毀，而它們的碎片會被留下來，吸附在白矮星的表面。
為了進行這項研究，天文學家團隊對歐洲航天局GAIA空間觀測站探測到的兩顆不尋常的白矮星進行了建模。這兩顆恒星都受到了行星碎片的污染。其中一顆被發現為異常的藍色，而另一顆則是迄今為止在本地銀河系附近發現的最暗和最紅的。兩者都接受了科學家團隊的進一步分析。
天文學家們利用來自GAIA、暗能量調查和歐洲南方天文臺的X-Shooter儀器的光譜和測光數據來計算這些恒星已經冷卻了多長時間。他們發現"紅色"恒星WDJ2147-4035的年齡約為107億年，其中102億年是作為白矮星冷卻的時間。
光譜學涉及分析來自恒星的不同波長的光。這可以檢測出恒星大氣中的元素何時吸收不同顏色的光，并幫助確定這些元素是什么，以及存在多少。通過分析WDJ2147-4035的光譜，研究小組發現了金屬鈉、鋰和鉀的存在，并初步探測到了碳在該恒星上的增殖--這使得該恒星成為迄今為止發現的最古老的金屬污染的白矮星。
第二顆"藍色"恒星WDJ1922+0233只比WDJ2147-4035略微年輕，被成分類似于地球大陸地殼的行星碎片所污染。科學小組得出結論，盡管WDJ1922+0233的表面溫度很低，但它的藍色是由其不尋常的氦氫混合大氣造成的。
在紅星WDJ2147-4035原本幾乎是純氦和高重力的大氣中發現的碎片來自一個古老的行星系統，它在該星演化為白矮星的過程中幸存下來，這使得天文學家們得出結論，這是銀河系中發現的圍繞白矮星的最古老的行星系統。
主要作者、華威大學物理系博士生阿比蓋爾·埃爾姆斯說。"這些被金屬污染的恒星表明，地球并不是唯一的，還有其他行星系統，其行星體與地球相似。97%的恒星都會變成白矮星，它們在宇宙中無處不在，所以了解它們非常重要，尤其是這些極冷的恒星。冷白矮星由我們銀河系中最古老的恒星形成，它提供了關于銀河系中最古老的恒星周圍行星系統的形成和演變的信息。"
"我們正在發現銀河系中最古老的恒星殘骸，它們被曾經的類地行星所污染。想到這發生在100億年的規模上，而且這些行星在地球形成之前就已經死亡，這真是令人驚訝。"
天文學家還可以利用恒星的光譜來確定這些金屬沉入恒星核心的速度，這使他們能夠回顧過去，確定這些金屬中的每一種在最初的行星體中的豐度。通過將這些豐度與在我們自己的太陽系中發現的天體和行星材料進行比較，我們可以猜測在恒星死亡并成為白矮星之前，這些行星會是什么樣子--但在WDJ2147-4035的案例中，這已被證明是一種挑戰。
阿比蓋爾解釋說。"紅星WDJ2147-4035是一個謎，因為吸積的行星碎片非常富含鋰和鉀，與我們自己的太陽系中已知的任何東西都不同。這是一顆非常有趣的白矮星，因為它的超冷表面溫度、污染它的金屬、它的老齡化，以及它具有磁性的事實，使它變得極為罕見" 。
華威大學物理系的Pier-Emmanuel Tremblay教授說。"當這些古老的恒星在100多億年前形成時，宇宙的金屬含量沒有現在這么豐富，因為金屬是在進化的恒星和巨大的恒星爆炸中形成。這兩顆被觀測到的白矮星為行星的形成提供了一個令人興奮的窗口，在一個金屬貧乏和氣體豐富的環境中，與太陽系形成時的條件不同。"
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據科技日報（劉霞）：一個國際天文學家團隊在最新一期《皇家天文學會月報》上發表論文稱，他們確定了銀河系中最古老的恒星。這是一顆距離地球90億光年的白矮星，正在吸積繞其旋轉的星子的碎片，該星及繞其運行的行星系統的殘骸已有超過100億年歷史，使其成為迄今為止科學家在銀河系發現的最古老的巖石和冰行星系統之一。
包括太陽在內的大多數恒星的終極命運都是變成白矮星。白矮星是一顆所有燃料已經耗盡且外層脫落的恒星，正在經歷收縮和冷卻過程。在這個過程中，任何繞其軌道運行的行星都會受到干擾，在某些情況下會被其摧毀，碎片會被白矮星吸積到其表面。
在本研究中，英國華威大學領導的科研團隊模擬了由歐洲空間局“蓋亞”探測器探測到的兩顆白矮星的情況。這兩顆恒星都受到行星碎片的“污染”，其中一顆呈現出異常的藍色；另一顆是迄今在銀河系附近發現的最暗最紅的恒星WDJ2147-4035 。
天文學家利用來自“蓋亞”、暗能量巡天和歐洲南方天文臺上的X-Shooter儀器提供的光譜和光度數據，計算了這兩顆白矮星冷卻了多長時間，結果發現WDJ2147-4035的年齡約為107億歲，而其中有102億年作為白矮星在冷卻。此外，通過分析WDJ2147-4035的光譜，研究小組發現了金屬鈉、鋰、鉀的存在，并初步檢測到了碳在恒星上的吸積，這也使其成為迄今最古老的被金屬污染的白矮星。
研究人員表，這些被金屬污染的恒星表明，地球并非獨一無二，還有其他行星系統擁有與地球類似的行星體。97%的恒星將成為白矮星，它們在宇宙中無處不在，因此理解它們非常重要。由銀河系中最古老恒星形成的冷白矮星，提供了關于這些恒星周圍行星系統的形成和演化的信息。