天文新发现：90光年外的古老白矮星，有何重大意义？

距地球仅 90 光年发现已知最古老太阳系遗迹

这一发现为岩态行星在远古时期便能大量形成提供了进一步的证据

两颗白矮星（蓝色 WDJ1922+0233 和红色 WDJ2147-4035）围绕行星碎片的艺术想象图。(图源:华威大学/马克·加里克博士)

在距离地球仅 90 光年的地方，科学家们发现了一颗已知的曾拥有岩态行星系统的最古老死星，这项发现让科学家们可以对近 110 亿年前形成的世界组成有深入了解。

这是一颗所谓的白矮星，即内核氢燃料耗尽的恒星“遗体”。107 亿年前（大爆炸后仅 30 亿年），一颗普通恒星诞生了；现在，它的“遗体”被命名为 WDJ2147-4035，是欧洲航天局盖亚星系测绘任务数据收集中新发现的两颗被行星碎片污染的白矮星之一。

虽然它们不是第一颗被发现从一场显而易见的行星大碰撞中吸积碎石的白矮星，但它们是最古老的，因此它们给科学家研究宇宙不到 30 亿年时形成的行星组成提供了敏锐洞察力。

就WDJ2147-4035而言，它的前身恒星质量比太阳大，但还没有大到足以使它在生命尽头爆炸成超新星。相反的是，在它形成的50万年后，也就是大约 102 亿年前，这颗恒星的内核耗尽了用于核聚变的氢燃料，膨胀成了一颗红巨星。然后它慢慢喷发掉了外层，露出惰性的富氦核——成了一颗白矮星。

随着恒星在其红巨星阶段的演化，它的引力场也在不断变化，一些绕轨道运行的行星要么被摧毁，要么被撕裂，也有一些行星可能完好无损地幸存下来。无论哪种方式，这种扰动都会导致大量绕轨道运行的行星碎片落入白矮星上。

由英国华威大学阿比盖尔·埃尔姆斯博士生领导的天文学家们采用了来自盖亚空间望远镜和暗能量巡天项目——由智利托洛洛山美洲际天文台布兰科望远镜上的暗能量照相机观测——的光谱测量数据，以及同在智利的甚大望远镜上的 X-Shooter 仪器分析了红色的WDJ2147-4035和蓝色的WDJ1922+0233 ——第二颗白矮星——的化学成分。

分析结果显示出行星组成的惊人多样性。蓝色 WDJ1922+0233 的颜色不是来自其温度，而是来自其氦氢大气中罕见混合气体，这颗白矮星显然受到了与地球陆壳成分相似物质的污染。

“这些被金属污染的恒星表明，地球并不是独一无二的，在外太空还有其他有着与地球相似星体的行星系统。”埃尔姆斯在一份声明中如是说道。

红色的WDJ2147-4035更像是一个谜题：其中的锂、钾、钠含量正在不断增加，而且这个白矮星还被初步检测到有碳吸积。

“红星 WDJ2147-4035 是一个谜，因为它吸积的行星碎片富含锂和钾，与我们太阳系中已知的任何东西都不一样，”埃尔姆斯说。

无论如何，这些发现为岩态行星在远古时期便能大量形成提供了进一步的证据，尽管当时重元素在宇宙中并不常见——因为这些元素需要由每代恒星累积形成。

埃尔姆斯说：“一想到这都是100 亿年的时间尺度上发生的，而且这些行星甚至在地球形成之前就已经死亡，我就觉得真是令人惊叹不已。”

该研究发表在 11 月 5 日的《皇家天文学会月刊》上。

相关知识

白矮星，是一种主要由电子简并物质构成的恒星核残骸。白矮星具有非常高的密度：它的质量与太阳相当，但体积与地球相近。白矮星内部没有核聚变，其微弱的亮度来自残余能量的热辐射。已知离地球最近的白矮星是在8.6光年外的天狼星B，即天狼星双星系统中较小的那颗伴星。目前，在距离太阳最近的百颗恒星系统中，一般认为有8颗白矮星。白矮星异常昏暗的微光在1910年首次被识别到；白矮星这一名称由威廉·鲁伊登在1922年首次使用。

恒星是一种天体，由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体，离地球最近的恒星是太有。许多其他恒星在夜间用肉眼可见，但它们与地球的巨大距离使它们看起来像是固定的光点。最显眼的恒星被分为星座和星群，许多最亮的恒星都有专有名称。天文学家编制了专门的恒星目录，用以识别已知恒星并为恒星提供标准化命名。可观测宇宙估计包含 10²² 至 10²⁴ 颗恒星，其中只有大约 4000 颗是肉眼可见的，且都在银河系内。