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华威大学(University of Warwick)的天体物理学家们发现了四颗白矮星被破碎的行星体包围,这些行星体的组分和地球惊人的相似。科学家们将他们的结果以论文形式发表在《皇家天文学会月刊》上。
白矮星是和我们的太阳相似的恒星的生命末期,是在它们拥有的核反应燃料耗尽之后残留下来的物质内核。天文学家通过使用哈勃太空望远镜进行到目前为止最大规模的白矮星大气的化学组分测量,发现在这四个白矮星周围的尘埃中出现最多的元素是氧、镁、铁和硅——这四种元素大概占了地球组分中93%的比例。
然而,更加重要的发现是这些物质中也包含了极低比例的碳,它(的比例)和地球以及其它环绕太阳的岩石行星非常接近。
如此低比例的碳在被残骸所污染的白矮星大气中测量出来还是第一次。这不仅仅是一个这些恒星曾经至少有一个现在已经毁灭的岩石地外行星的显然证据,这个发现还揭示出这些世界死亡时的最后一幕。
白矮星的大气由氢和(或)氦组成,因此,任何进入它们的大气层的重元素会被拖向它们的核心,由于白矮星的高重力,这些元素在几天之内就会离开我们的视线。因此,天文学家一定是观察到了这些世界死亡的最后一幕,这些物质以一百万千克每秒的速度如降雨般落到恒星上。
这不仅仅是一个这些恒星曾经至少有一个现在已经毁灭的岩石地外行星的显然证据,对于其中一个白矮星 PG0843+516 来说,还讲述了这些世界毁灭时的故事。
这个余下的恒星的大气的尘埃中发现了相对过剩的铁、镍和硫元素。铁和镍在类地行星的核心中存在,因为它们在行星形成的过程中受到引力的拉动,硫则得益于它和铁形成的化合物。
因此,研究者相信他们观察到白矮星 PG0843+516 正在吞食来自岩石行星核心的物质,这些行星大得足以经历过分层,就如同地球上把地核和地幔分开的过程一样。
华威大学物理系的 Boris Gnsicke 教授领导了这个研究,他说使得环绕这个遥远的白矮星的尘埃环毁灭的过程很可能也会在某一天在我们的太阳系内发生。
“我们现在看见的发生在这个几百光年远的白矮星上的事可能是地球在非常遥远的将来的一个很好的写照。当类似我们的太阳的恒星到达了生命的尽头,它们在内部的核燃料耗尽时,会扩大成为红巨星。
“当其在我们的太阳系中发生时——大约离现在数十亿年——太阳会吞没内层行星水星和金星。地球是否会被处于红巨星阶段的太阳吞没还不是很清楚——但是即使它还存在,其表面也会被烤焦。
“在太阳变为白矮星的过程中,它会丢失掉一大部分的质量,所有的行星将向外移动。这可能会导致它们的轨道不稳定,+从而使得在我们的太阳系的不稳定阶段的早期,行星体之间发生碰撞。
“这甚至可能让整个类地行星粉碎,形成大量的小行星,其中一部分的化学组分和行星内核非常相近。在我们的太阳系中,木星可能在太阳的最后演化阶段毫发无伤的幸存下来,破碎的小行星,无论新旧,都落向白矮星。
“在 PG0843+516 中,我们所看到的碎片的吸积物来自于类地行星的内核物质是非常有可能的。”
华威大学的研究组使用搭载在哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪观测了在太阳周围数百光年内的超过80颗白矮星。
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