據(jù)悉，這顆白矮星是另一顆恒星遺留下來(lái)的，它已經(jīng)停止了核聚變并脫落了外層，目前正在通過(guò)從其行星系統(tǒng)的外部和內(nèi)部拉入巖石金屬和冰雪物質(zhì)來(lái)消耗該系統(tǒng)。

“我們從未見(jiàn)過(guò)這兩種天體同時(shí)吸積到一個(gè)白矮星上，”首席研究員Ted Johnson說(shuō)道，“通過(guò)研究這些白矮星，我們希望能更好地了解那些仍然完好無(wú)損的行星系統(tǒng)?！睋?jù)悉，Johnson是加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的一名應(yīng)屆畢業(yè)生。

(資料圖片)

Johnson等人的研究結(jié)果是基于對(duì)被命名為G238-44的白矮星大氣層捕獲的物質(zhì)的分析。了解G238-44究竟為什么會(huì)被拉進(jìn)物質(zhì)以及這些物質(zhì)由什么組成可以幫助科學(xué)家了解進(jìn)化的行星系統(tǒng)的行為方式，而這反過(guò)來(lái)可以告訴他們關(guān)于新形成的行星系統(tǒng)的構(gòu)成。

對(duì)于G238-44來(lái)說(shuō)，它所消耗的巖石金屬和冰質(zhì)材料一般被認(rèn)為是創(chuàng)造行星的原料，許多小行星、彗星和其他宇宙碎片元素在形成行星體的過(guò)程中都會(huì)將這些材料播撒到行星體中。

科學(xué)家認(rèn)為這就是地球獲得水的方式，而這很可能引發(fā)了我們星球上生命維持條件的形成。

此外，落在G238-44上的物質(zhì)的構(gòu)成讓研究人員作出假設(shè)--冰冷的和潛在的持水庫(kù)在行星系統(tǒng)中可能比以前認(rèn)為的更常見(jiàn)。

這項(xiàng)研究的論文共同作者、加州大學(xué)洛杉磯分校的Benjamin Zuckerman指出：“我們所知的生命需要一個(gè)覆蓋著碳、氮和氧等多種元素的巖石行星。我們?cè)谶@顆白矮星上看到的元素豐度似乎需要一個(gè)巖石和一個(gè)富含揮發(fā)性的母體--這是我們?cè)趯?duì)數(shù)百顆白矮星的研究中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)例子?！?/p>

但究竟為什么所有這些物質(zhì)會(huì)落入這顆白矮星？理論告訴我們，當(dāng)一顆紅巨星如G238-44之前的那顆開(kāi)始死亡并轉(zhuǎn)變?yōu)榘装菚r(shí)，它周?chē)男行窍到y(tǒng)會(huì)看到激烈、快速和混亂的引力變化從而導(dǎo)致G238-44型事件發(fā)生。

當(dāng)一顆紅巨星失去它的外殼并慢慢開(kāi)始停止核聚變時(shí)，它的行星、彗星、小行星和其他天體的軌道開(kāi)始急劇變化。這使一個(gè)曾經(jīng)穩(wěn)定的系統(tǒng)變成了一場(chǎng)混亂的風(fēng)暴，這會(huì)引發(fā)引力相互作用和擾動(dòng)，進(jìn)而將物質(zhì)和預(yù)兆向現(xiàn)在已經(jīng)死亡的白矮星母體拋去。

隨著這些物質(zhì)越來(lái)越接近恒星，潮汐和引力將其撕裂。但就像空間中的絕大多數(shù)事物一樣，這種 “混亂”在數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間里展開(kāi)。

Johnson解說(shuō)道：“在紅巨星階段之后，剩下的白矮星是緊湊的--不比地球大。落伍的行星最終會(huì)非常接近恒星并經(jīng)歷強(qiáng)大的潮汐力，從而將它們撕裂并形成一個(gè)氣態(tài)和塵埃的圓盤(pán)，最終則落到白矮星的表面上?！?/p>

雖然這一暴力過(guò)程已經(jīng)被理論化了很多年，但Johnson等人的研究首次證實(shí)，一顆白矮星在開(kāi)始從紅巨星過(guò)渡到白矮星的1億年后能夠同時(shí)捕獲和消耗其行星系統(tǒng)內(nèi)部和外部的物質(zhì)。

盡管有這樣的發(fā)現(xiàn)，但G238-44并沒(méi)有消耗成堆的行星物質(zhì)。據(jù)估計(jì)，它所消耗的質(zhì)量不超過(guò)一顆小衛(wèi)星或小行星的質(zhì)量。

此外，行星和行星物質(zhì)落入白矮星時(shí)的破壞給了科學(xué)家們分析其內(nèi)部?jī)?nèi)容的獨(dú)特機(jī)會(huì)。

Johnson等人利用哈勃測(cè)量了G238-44周?chē)淮輾У奈镔|(zhì)中存在的氮、氧、鎂、硅、鐵和其他元素，其中鐵和氮的含量很高。大量的鐵表明，被摧毀的物質(zhì)（或天體）具有金屬核心。更重要的是，G238-44周?chē)罅康牡獨(dú)獗砻靼装侵車(chē)嬖谥w。

“跟我們的數(shù)據(jù)最匹配的是類(lèi)似水星的物質(zhì)和類(lèi)似彗星的物質(zhì)幾乎二比一的混合，這是由冰和灰塵組成的。金屬鐵和氮?dú)獗謩e表明行星形成的條件大不相同。沒(méi)有任何已知的太陽(yáng)系天體具有如此多的這兩種物質(zhì)，”Johnson說(shuō)道。

迄今為止，我們?nèi)祟?lèi)對(duì)其內(nèi)部構(gòu)成和功能有詳細(xì)和直接了解的唯一天體就是地球，因此擁有這些首次對(duì)太陽(yáng)系外行星材料的觀察和數(shù)據(jù)使得科學(xué)家能將系外行星的內(nèi)部構(gòu)成跟我們太陽(yáng)系的行星展開(kāi)比較。

那么，科學(xué)家們希望通過(guò)這項(xiàng)研究長(zhǎng)期了解什么？簡(jiǎn)而言之，他們正在尋找答案以了解我們自己的太陽(yáng)將如何在一個(gè)非常類(lèi)似的過(guò)程中死亡以及在太陽(yáng)最初死亡時(shí)幸存下來(lái)的太陽(yáng)系部分可能發(fā)生的事情。

我們的太陽(yáng)預(yù)計(jì)將在約50億年后開(kāi)始迎接它的死亡，屆時(shí)核心氫聚變將停止，我們的母星將增加亮度和大小，在這個(gè)過(guò)程中將吞噬水星并可能還包括金星。

太陽(yáng)將在這一階段度過(guò)10億年，然后一個(gè)氦閃事件將導(dǎo)致其縮小到現(xiàn)在的10倍并將亮度降低到現(xiàn)在的50%，之后在接下來(lái)的1億年中逐漸增加大小和亮度。

一旦氦氣耗盡，太陽(yáng)將再次膨脹，連續(xù)四次的熱脈沖將其外部物質(zhì)噴射出來(lái)進(jìn)而形成一個(gè)新的行星托兒所，而地球的殘余部分由于重力的減少，在潮汐力的作用下將向1.5AU的地方飛去。

在這個(gè)階段，從現(xiàn)在起60多億年后，太陽(yáng)剩下的將會(huì)是一個(gè)白矮星--就像G238-44現(xiàn)在在86光年外做的那樣，將有大量的行星和彗星物質(zhì)可能被消耗掉。