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冥行星学:你从未听说过的最奇怪的天文学领域

2020/9/16 15:49:08 来源:原创 浏览:

文章介绍了2015年发现的一颗奇特的调光模式、距地球570光年的白矮星WD 1145+017,通过对WD 1145+017的分析,对行星体进行法医重建,以了解它们是什么样的,以及它们是如何死亡的。


2015年,天文学家发现了一些奇怪的事情。一个距离地球570光年的白矮星,以奇怪的模式逐渐变暗。它以不同深度变暗了几次,每一次都是4.5-5个小时的时间;它的大气也被岩石系外行星中发现的元素污染。

不过没多久他们就明白了。这颗死星的重力在撕碎并吞噬环绕轨道上的天体,而这被委婉的称为潮汐干扰。

这颗星为WD1145+017,现在被视为一种对新的行星领域的概念验证,对行星本身的法医重建可以了解它们是什么以及如何死去。

美国和英国的天文学家把这个领域称为“冥行星学”。

他们对WD-1145+017的分析被《天体物理学》所认可,在arXiv上也可以看到。研究学者说,用于未来和白矮星系统的相似发现拼凑环绕着不同死星的行星如何死去。

即使白矮星在一系列剧烈热核爆炸中死亡时会发射许多物质,行星也可以在进程中以某种方式存活。不仅是我们发现环绕在白矮星周围的行星,我们还在白矮星大气中发现了通常在岩石系外行星中的元素。

白矮星表面重力如此强烈以至于这些沉重的元素会很快下沉,这表明恒星定是从最近的一颗恒星死后幸存下来的星体吸积了物质。

为了确定WD1145=017是如何做到这一点的,来自科罗拉多、博尔德、卫斯理和英国华威大学的天文学家进行了一系列模拟来限制潮汐干扰的天体。

他们调整了绕轨道运行天体的结构成分,例如地核地幔的大小;地幔、岩石、冰层的组成;地壳的存在。这产生了36种不同的模拟体。

他们让36个天体中的每一个都围绕着类似WD1145+017运行,太阳质量的60%,体积大小的2%。(白矮星密度非常大)

据绕WD11145+017轨道的材料,该轨道为4.5小时,每次模拟运行100圈。最终,产生的光曲线为潮汐破坏每个天体,然后与现实生活中的光曲线比较。

这些模拟显示,最有可能产生我们在WD1145+017中观察到的物质是一个较小的核和一个低密度的地幔,“类似于一颗具有部分分化结构和富挥发性地幔的小行星,如Vesta灶神星”研究人员在论文中所写。

天体的质量相对较低,体积密度足够维持结构一段时间,又低到足以破坏地幔。因为它们会迅速升华,所以这些特性与在其他恒星的观测中缺少的微小粒子一致。

事实上,他们也为其他神秘恒星提供一些线索——比如著名的KIC-8462852,也叫做虎斑星,它不稳定的亮度变暗是天文学家们困扰的源头之一。

自KIC-8462852奇怪的行为被第一次发现以来,它并不是唯一一个表现出这种奇怪变暗现象的恒星。去年一项调查发现有另外21颗奇怪变暗的恒星可能也有类似的动态。

另外,也发现其它的白矮星吞噬环绕轨道上的天体。ZIFJ0139+5245和WDJ0914+1914都是去年发现的潮汐扰乱行星。

这些恒星也会用团队的新方法来模拟。

“这些都是一个更大类的最开始的成员死亡的行星系统,必须由配对光谱和光度与中断模拟预测来研究,WD1145+017的潮汐或旋转Veras(2020).提出了ZIFJ0139+5245天体凌日,”研究学者于论文中写道。

“这种多管齐下的方法会用这些行星系统的死亡来研究那些难以接近的系外行星的基本性能,这是一种死亡行星学的研究。”

该研究已被《天体物理学》所接受,也可在arXiv上找到。

作者: MICHELLE STARR

FY: Fomalhaut

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