天文学家发现双碎片盘暗示太阳系的未来

由的里雅斯特大学和华威大学天文学家领导的一个国际小组在一颗死恒星周围发现了一个由行星碎片组成的双环。这一发现可能预示着我们太阳系将会发生什么。

这项研究发表在《自然天文学》上，重点关注 WD J1328−1450，一颗距地球约 1,600 光年的白矮星。白矮星是当像太阳这样的恒星耗尽燃料时留下的致密、烧毁的核心。

当像太阳这样的恒星接近其生命的终点时，它们会膨胀并脱落外层，吞没附近的行星。幸存下来的岩石天体可能会分裂，并在恒星残骸周围形成碎片盘。到目前为止，在白矮星周围发现的每个气盘都是一个单一的、扁平的、旋转的结构。

使用位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜上的 X 射手仪器进行的观测表明，WD J1328−1450 打破了这一模式。迄今为止已知的 21 个类似系统都产生具有两个峰值的信号。这个产生了四个，即由一个空间隙隔开的两个同心气体环的特征。

内环距离恒星约10万至24万公里，而外环距离恒星约37.5万公里至超过130万公里。 2021年至2023年间的重复观测表明，该结构在两年多的时间内保持稳定。

华威大学物理系的 Felipe Lagos-Vilches 博士表示：“我们在这个系统中看到的结构特别有趣，因为两个气环非常稳定，并且保持着一定的间隙。这表明死亡恒星的盘结构可能比之前意识到的复杂得多。”

这种气体含有钙、氧、镁和铁，类似于我们太阳系中发现的岩石材料。然而，这两个环有很大不同。内环富含镁，而外环则含量少得多。这表明这些碎片要么来自在不同条件下形成的两个行星体，要么来自单个物体的不同层。

研究小组提出，两个幸存的行星体各自在自己的环内运行，从而保持了结构的完整性。通过与周围的灰尘相互作用，它们会释放出观察到的气体。它们的大小无法直接测量，但模型表明，其内部体并不比一颗典型的小行星大，直径只有几公里，而外部体可能与冥王星甚至月球一样大。

主要作者、里雅斯特大学和里雅斯特INAF天文台的Nicola Pietro Gentile Fusillo说：“我们无法直接看到这两个行星体，但我们可以从气体的形状和成分推断它们可能存在。这就像根据其最后碎片留下的痕迹重建一个被摧毁的行星系统的结构。我们第一次看到，如此复杂的结构甚至可以在一颗死亡恒星周围生存。”

华威大学物理系教授鲍里斯·甘西克（Boris Gänsicke）表示：“二十年前，当我们华威大学的团队在白矮星周围发现第一个气态碎片盘时，我们无法预见这些系统会告诉我们多少有关行星系统命运的信息。迄今为止已知的每个气态盘都显示出相同的特征，因此具有两个独立盘的白矮星确实令人惊讶。我迫不及待地想看到更详细的观测结果，以了解哪些行星体可能塑造了这个星系。不寻常的系统。”

这一发现挑战了当前关于碎片盘如何形成和演化以及白矮星周围气体起源的观点。我们的太阳将在数十亿年后变成一颗白矮星，这一过程可能会毁灭地球。