白矮星WD 1145+017距離地球約570光年。從很多方面來(lái)講，它是一顆典型的白矮星。它的質(zhì)量約為0.6個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，（表面）溫度約為15,900開(kāi)爾文。但是五年前，一組天文學(xué)家寫(xiě)了一篇關(guān)于該白矮星的論文，表明了它正在發(fā)生著不尋常的事情。

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圖解：一位藝術(shù)家的想象圖，一個(gè)微小的巖質(zhì)行星在繞白矮星運(yùn)行時(shí)瓦解。2015年，天文學(xué)家使用來(lái)自開(kāi)普勒K2任務(wù)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了白矮星WD1145+017周圍發(fā)生的這種現(xiàn)象。該行星將緩慢崩解，在恒星表面留下金屬碎片。圖源：CfA/Mark A.Garlick。

撰寫(xiě)該論文的天文學(xué)家在白矮星發(fā)出的光中發(fā)現(xiàn)了不尋常的光譜線。它顯示出鐵，氧，硅和鎂等元素的存在，而這些都是巖質(zhì)系外行星的特征。通常，白矮星的光譜線會(huì)顯示出氫和氦的存在。任何更重的元素都會(huì)被重力拉回到白矮星中。

圖解：關(guān)于白矮星WD 1145+017的光譜分析顯示了鐵，硅，鈣，鎳，鎂，鋁等金屬元素的存在，但豐度未知。圖源：Nature

他們還在這顆已經(jīng)存在了大約1.75億年的白矮星WD 1145+017周圍發(fā)現(xiàn)了一個(gè)碎片環(huán)。

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圖解：模擬圍繞WD 1145+017運(yùn)行的小行星產(chǎn)生的塵埃云。作為參考，巖質(zhì)小行星的大小顯示在左上方?；覊m形成為相對(duì)較強(qiáng)的尾巴和較弱的前尾巴。圖源：Nature

該論文的標(biāo)題為《行星死亡學(xué)：模擬繞行WD 1145+017的分化的行星物質(zhì)的潮汐撕裂事件》。第一作者是基里什·杜弗里，撰寫(xiě)本文時(shí)他在衛(wèi)斯理大學(xué)。

該論文目前在《天體物理學(xué)雜志》上被接受發(fā)表，這是首次發(fā)現(xiàn)白矮星“吃掉”自己的行星。（譯者注：該論文題目應(yīng)該是《一顆凌白矮星的正在瓦解的行星》，于2015年10月發(fā)表于《自然》雜志，第一作者為來(lái)自于美國(guó)哈佛-史密松天體物理中心的安德魯·范德伯格。本文作者說(shuō)的這篇發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》的文章做的工作主要是建模分析被瓦解的行星的性質(zhì)。）在撰寫(xiě)論文與在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表之間的這幾年間，其他研究人員也研究了WD 1145+017并撰寫(xiě)了他們自己的論文。

總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究表明一顆白矮星正在消耗自己的行星。不僅如此，我們現(xiàn)在還知道其他21個(gè)恒星也具有同樣的行為?？偟膩?lái)說(shuō)，這催生了一個(gè)新的研究領(lǐng)域，具有一個(gè)聽(tīng)起來(lái)很科幻的名稱——“行星死亡學(xué)”。

圖解：據(jù)理論預(yù)測(cè)，當(dāng)太陽(yáng)狀恒星變?yōu)榧t巨星時(shí)，圍繞其運(yùn)行的行星的軌道會(huì)變得不穩(wěn)定并相互碰撞，形成了一個(gè)圍繞紅巨星運(yùn)行的塵埃碎片盤(pán)。當(dāng)恒星最終變成白矮星時(shí)，許多不穩(wěn)定的小行星落在恒星上并蒸發(fā)。圖源：Mark A. Garlick /space-art.co.uk/華威大學(xué)

“……我們正在觀察運(yùn)轉(zhuǎn)中的行星系統(tǒng)的死亡。”

——杜弗里等，2020年。

在五年前的第一篇論文中，作者使用開(kāi)普勒航天器的數(shù)據(jù)，這批數(shù)據(jù)采集于開(kāi)普勒航天器在WD 1145+017附近發(fā)現(xiàn)異常的凌日現(xiàn)象時(shí)。研究人員創(chuàng)建了36種不同類型的行星模型，并進(jìn)行了100次模擬，以模擬開(kāi)普勒航天器所觀測(cè)到的持續(xù)4.5小時(shí)的凌日現(xiàn)象。然后，他們將模擬結(jié)果與觀測(cè)到的凌日光曲線進(jìn)行了對(duì)比。他們得出的結(jié)論是，他們看到一顆系外行星正在潮汐作用下被該白矮星所破壞。

圖解：該圖描繪了對(duì)于WD 1145+017亮度曲線形狀的模型。紅線表示典型的行星凌日的對(duì)稱形狀，而藍(lán)線表示正在分解的行星凌日的不對(duì)稱形狀。黑點(diǎn)是WD 1145+017的K2任務(wù)記錄的測(cè)量值。圖源：CfA/NASA

他們的模擬表明，最有可能造成他們所觀測(cè)到的結(jié)果的物體是具有小的地核和堅(jiān)固的地幔的巖石型行星。作者將它們與小行星灶神星進(jìn)行了比較。這些致密的物體具有一定的抵抗該白矮星潮汐破壞的能力，但是從天文學(xué)角度來(lái)講，在短時(shí)間內(nèi)它們會(huì)被撕裂。

圖解：行星在白矮星周圍的潮汐破壞。白矮星為綠色小圓點(diǎn)，而行星為橙色條內(nèi)的黑色小圓點(diǎn)。隨著時(shí)間的流逝（由a到f），越來(lái)越多的物質(zhì)從行星上脫落。其中一些物質(zhì)落入白矮星，一些形成圍繞恒星的星周盤(pán)。圖源：Malamud和Perets，2020年。

從本質(zhì)上講，作者觀察到的行星尸體被撕裂并落在白矮星上，而一些物質(zhì)則被送入了一個(gè)星周盤(pán)。在他們的研究中，他們寫(xiě)道：“將潮汐干擾模擬與光度學(xué)聯(lián)系起來(lái)，就可以揭示出系外行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成的特征，這些信息僅僅因?yàn)槲覀冋谟^測(cè)活動(dòng)中的行星系統(tǒng)的死亡而變得可能?！?/p>

這些研究結(jié)果向我們展示了我們太陽(yáng)系今后可能發(fā)生的情況。我們的太陽(yáng)最終將會(huì)變成WD 1145+017之類的白矮星。在此之前，它將變成紅巨星，并可能吞噬水星，金星，甚至地球。像所有轉(zhuǎn)變?yōu)榘装堑暮阈且粯樱幌盗袆×业谋〞?huì)將物質(zhì)噴射到太空中。但是行星將存活下來(lái)。

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圖解：藝術(shù)家關(guān)于一顆紅巨星的想象圖。 在成為白矮星之前，太陽(yáng)將經(jīng)歷紅巨星階段。 圖源：NASA / Walt Feimer

剩下的任何行星都將處于令人毛骨悚然的位置：圍繞著白矮星運(yùn)轉(zhuǎn)，雖然白矮星大小只有現(xiàn)在太陽(yáng)大小的一小部分，但密度卻極大。與它們當(dāng)前的軌道相比，它們的軌道以及太陽(yáng)系中所有其他物體的軌道可能受到極大的影響。它們很可能靠近白矮星，并被潮汐破壞所撕裂，就像圍繞著WD 1145+017運(yùn)轉(zhuǎn)的行星一樣。

現(xiàn)在，天文學(xué)家還知道許多其他的白矮星，這些白矮星也表現(xiàn)出了不同尋常的凌日現(xiàn)象和光譜。這些發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了行星死亡學(xué)的研究。正如作者在論文中寫(xiě)道的那樣：“像TESS和LSST這樣的全天候勘測(cè)任務(wù)將能夠檢測(cè)其他系統(tǒng)，例如WD 1145+017，從而為行星科學(xué)的一個(gè)新子領(lǐng)域創(chuàng)建了一個(gè)主題樣本：‘行星死亡學(xué)’。”

作者: universetoday

FY: xazikyl.

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