在著名的螺旋星云中心,有一个世界化为了乌有。
行星被白矮星摧毁想像图。NASA / CXC / SAO / M. Weiss
天文学家追踪了一个神秘信号足足45年,最终断定它来自一颗被毁灭的系外行星。在距离地球650光年远的地方,在著名的螺旋星云中心,有一个世界化为了乌有。它在从这个时空消失前,发出了最后一声悲鸣。
1980年,天文学家在X射线波段上接收到了一个强烈信号。信号来自螺旋星云——这是一个所谓的行星状星云。行星状星云本身与行星无关,它们是中小质量恒星演化到最终阶段抛出的外层气体,只是因为早期天文学家在用小型望远镜观测它们时看起来和行星有相似之处。行星状星云的中心通常会有一颗白矮星——它们是死亡恒星留下的内核,虽然不再进行核聚变,不再燃烧,但是依然炽热地发着白光。
螺旋星云内部也不例外,其中心存在一颗名为WD 2226-210的白矮星。科研人员探测到的X射线信号就来自它。但是令人困惑的是,理论上像WD 2226-210这样的白矮星通常不会产生如此强烈的X射线。直到最近,科研人员在分析了新的数据之后,才解开了这个谜团。
主持研究的墨西哥国立自治大学学者认为,这个神秘的X射线信号是行星碎片坠入白矮星时产生的。螺旋星云中心的白矮星摧毁了这颗曾经隶属于它的行星。
科学家此前在这颗白矮星的周围发现过一颗行星。这颗行星的大小如海王星,距离白矮星主星非常近,公转周期不足3个地球日。而这一次研究人员认为,在这颗白矮星的周围,在距离它更近的地方,还有一颗大小如木星的行星。
这颗行星和白矮星的距离起初可能并没有这么近,它是因为和这个行星系内的其它行星之间存在引力的相互作用,而逐渐从较远处迁徙至此的。当它和白矮星的距离足够近时,便在白矮星的引力场中部分或全部解体了。而45年前人们探测到的神秘信号,就是在行星碎片坠落到白矮星表面时,在极端高温状态下产生的X射线。
研究人员称,这可能是人类首次观测到行星状星云的中央星摧毁其行星。
研究显示,来自这颗白矮星的X射线信号强度在1992年、1999年和2002年之间大致不变。但是数据显示,信号内部可能存在着以2.9个小时为周期的微妙的规律性变化,而这可能表明,在距离WD 2226-210过近的地方,有一颗行星的残骸在环绕运行。
研究人员排除了白矮星摧毁的是一颗小质量恒星的可能,因为如果是那样,那么这颗恒星的大小不会超过木星,但质量却要大很多,而这显然没有假设它是行星来得合理。
WD 2226-210发出的神秘X射线信号,与其他两颗并不位于行星状星云内部的白矮星发出的信号特征之间,存在着某些相似之处,这另外两颗白矮星中,一颗身边的行星物质虽然正在流失,但过程较为温和,行星还不至于快速毁灭;而另一颗身边的行星已经瓦解,行星物质已经开始落到白矮星表面。这三颗白矮星可能会成为一种新的变星类型。
研究人员称应尽快找到更多的此类天体系统并加以研究,因为这可以让我们在类似太阳的恒星及其周围的行星系统步入晚境时,能够心存笃定。
相关论文发表在近日的《英国皇家天文学会月刊》上。
螺旋星云及其中心的白矮星WD 2226-210。NASA / JPL / ESA / STScI (M. Meixner) / ESO / VISTA / J. Emerson / CXC / NRAO (T.A. Rector) / SAO / K. Arcand / Univ Mexico / S. Estrada-Dorado等
参考
Accretion onto WD 2226-210, the central star of the Helix Nebula
https://academic.oup.com/mnras/article/536/3/2477/7922854