JWST拍攝了兩個(gè)明顯的外星世界,它們?nèi)匀粐@著他們死去的恒星的尸體

沒(méi)有一顆星星會(huì)悄無(wú)聲息地死去。即使是最平靜的恒星死亡也涉及地震、噴發(fā)以及大量物質(zhì)向周圍空間的脫落。

這將是太陽(yáng)的最終命運(yùn),膨脹成一顆紅巨星,可能延伸到最遠(yuǎn)的地方火星在它的外部物質(zhì)漂移自由之前,它的核心坍縮成一個(gè)超高密度白矮星.

那么,剩下的行星會(huì)發(fā)生什么呢?它們被破壞的軌道會(huì)讓它們?cè)阢y河系中徘徊,還是會(huì)被白矮星吞噬?它們能否保持平靜不受干擾,繞著一顆死星運(yùn)行,因?yàn)樗跀?shù)萬(wàn)億年的時(shí)間里慢慢冷卻成一個(gè)冰冷的惰性團(tuán)塊?

現(xiàn)在,一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)提供了對(duì)太陽(yáng)系行星可能命運(yùn)的見(jiàn)解。利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡,天文學(xué)家獲得了兩顆氣態(tài)巨行星系外行星圍繞白矮星運(yùn)行的直接圖像。

“如果得到確認(rèn),”編寫團(tuán)隊(duì)由太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)的天文學(xué)家蘇珊·穆拉利(Susan Mullally)領(lǐng)導(dǎo),“這些將是第一顆直接成像的行星,它們?cè)谀挲g和分離度上都與我們太陽(yáng)系中的巨型行星相似,它們將證明,像木星在恒星演化中幸存下來(lái)。

由于多種原因,這些圖像非常精彩。通常,我們實(shí)際上不會(huì)直接看到系外行星。雖然超過(guò) 5,500 顆系外行星在撰寫本文時(shí)已得到確認(rèn)(并且已經(jīng)檢測(cè)到數(shù)千名候選人),其中大多數(shù)檢測(cè)是間接的。天文學(xué)家觀察系外行星對(duì)其宿主恒星的影響,并根據(jù)這些影響推斷其性質(zhì)。

那是因?yàn)橄低庑行欠浅P。浅_b遠(yuǎn),與恒星的光相比,它們反射或發(fā)出的任何光都是微不足道的;我們目前的技術(shù)雖然在改進(jìn),但根本無(wú)法檢測(cè)到它們。

但JWST是有史以來(lái)最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡,因此Mullally和她的團(tuán)隊(duì)用它來(lái)尋找白矮星系外行星。

他們發(fā)現(xiàn)了似乎是氣態(tài)巨行星的系外行星,它們分別在距離地球34光年和53光年的距離上圍繞著兩顆不同的白矮星WD 1202-232和WD 2105-82運(yùn)行。目前尚不清楚這些系外行星的質(zhì)量到底有多大,但這些圖像將它們放置在木星質(zhì)量的1到7倍之間。通過(guò)研究恒星的微妙擺動(dòng),可以獲得更精確的質(zhì)量,稱為徑向速度。

JWST圖像揭示了系外行星的候選者。(Mullally 等人,arXiv的, 2024)

更有趣的是白矮星和它們的行星之間的軌道分離。

這顆圍繞WD 1202-232運(yùn)行的系外行星似乎距離為11.47個(gè)天文單位;這比土星,它以 9.5 個(gè)天文單位繞太陽(yáng)運(yùn)行。而圍繞WD 2105-82運(yùn)行的系外行星的軌道距離為34.62個(gè)天文單位,與海王星的軌道距離為30個(gè)天文單位相似。

如果系外行星與它們的宿主恒星年齡相同,這意味著與太陽(yáng)系外行星距離相似的系外行星可以在恒星的暴力死亡中幸存下來(lái)并留在軌道上。

迄今為止,只有少數(shù)白矮星系外行星被發(fā)現(xiàn),這意味著我們?cè)陬A(yù)測(cè)太陽(yáng)系的命運(yùn)時(shí)沒(méi)有大量的信息可以借鑒當(dāng)太陽(yáng)死去時(shí).根據(jù)對(duì)白矮星大氣層的分析,我們確實(shí)知道這些致密的恒星殘骸可以吞噬近在咫尺的行星,用行星物質(zhì)污染大氣層.

這一發(fā)現(xiàn)尚未得到證實(shí)——這兩個(gè)物體可能是遙遠(yuǎn)背景中的星系——盡管研究人員認(rèn)為這不太可能。這意味著這兩個(gè)候選世界代表了一個(gè)重要而關(guān)鍵的謎題,即當(dāng)恒星到達(dá)生命的盡頭時(shí),像我們這樣的行星系統(tǒng)會(huì)發(fā)生什么。

該團(tuán)隊(duì)建議進(jìn)行后續(xù)調(diào)查,以確定他們迷人發(fā)現(xiàn)的性質(zhì)。

“如果使用共同的正確運(yùn)動(dòng)來(lái)確認(rèn),這些巨型行星將代表第一批直接成像的行星,這些行星在年齡,質(zhì)量和軌道分離方面與我們太陽(yáng)系中的巨型行星相似。他們寫道.

“JWST可能使這些系統(tǒng)的未來(lái)光譜學(xué)和多波段成像成為可能,這將改善對(duì)物理和各種冷巨行星模型的觀測(cè)限制。

該研究已被接受發(fā)表天體物理學(xué)雜志快報(bào),并在arXiv的.

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