天文學(xué)家利用詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡 (JWST) 發(fā)現(xiàn)了第一顆圍繞死亡恒星運(yùn)行的行星，為了解行星在恒星生命最后階段如何演化提供了新的見解。對這顆名為 WD 1856+534 b 的系外行星的觀測也證實(shí)它是迄今為止最冷的系外行星，這可能為首次對氣態(tài)巨行星的大氣進(jìn)行詳細(xì)研究鋪平道路，并幫助我們在宇宙尺度上了解太陽系的背景。
木星大小的WD 1856b幾乎比它繞行一周半的白矮星大七倍。 （圖片來源：NASA/JPL-Caltech/NASA戈達(dá)德太空飛行中心）
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)新研究的密歇根大學(xué)天文學(xué)家瑪麗·安妮·林巴赫表示：“當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上是一顆行星，而且是一顆非常寒冷的行星時，我們都感到有些驚訝和興奮?！?/p>
WD 1856+534 b 是一顆距離地球約 80 光年的木星大小的行星，于 2020 年首次被發(fā)現(xiàn)。它每 1.4 天繞一顆白矮星（一顆曾經(jīng)類似太陽的恒星的殘余核心）公轉(zhuǎn)一周。最初，科學(xué)家們不確定該天體是行星還是棕矮星（即宇宙中所謂的“失敗恒星”），因?yàn)樗麄冎挥鞋F(xiàn)已退役的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡提供的有限溫度數(shù)據(jù)。然而，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的新數(shù)據(jù)如今提供了更靈敏的測量數(shù)據(jù)，使天文學(xué)家能夠直接探測該行星的光并測量其質(zhì)量和溫度。
結(jié)果證實(shí)WD 1856+534 b確實(shí)是一顆行星。
這項(xiàng)證實(shí)之所以特別令人感興趣，是因?yàn)檫@顆行星在其恒星所謂的“禁區(qū)”中幸存下來——這個區(qū)域非常靠近白矮星，以至于當(dāng)恒星在紅巨星階段膨脹時，其中的任何世界都應(yīng)該被毀滅，恒星膨脹到原來的許多倍，然后收縮到現(xiàn)在致密的地球大小。
“這有力地證明了行星不僅能夠在恒星劇烈死亡后幸存下來，還能進(jìn)入我們此前未必預(yù)料到它們會存在的軌道，”林巴赫說道。除了完善行星演化模型之外，這些發(fā)現(xiàn)還表明，這種遷移可能是行星進(jìn)入白矮星“宜居帶”的關(guān)鍵，在那里，我們所知的生命可能得以出現(xiàn)。這是一個令人著迷的過程，這次確認(rèn)為我們提供了它可能發(fā)生的第一個觀察證據(jù)。
WD 1856+534 b 的溫度為 -125 華氏度（-87 攝氏度），是迄今為止直接觀測到的最冷的行星，超過了之前的紀(jì)錄保持者印度洋 Epsilon Ab，后者的溫度約為 35 華氏度（2 攝氏度）。
雖然詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡尚未達(dá)到其理論上探測低至-324.67華氏度（-198.15攝氏度）行星的能力，但即將開展的項(xiàng)目旨在達(dá)到這一閾值。而且，如果一切順利，這些即將獲得的數(shù)據(jù)將加速對類似木星和土星的系外行星的溫度、年齡和質(zhì)量的探測。
“這是向前邁出的一大步，”林巴赫說?！斑@是一個難得的機(jī)會，讓我們能夠?qū)⒆约旱?a class="keyword-search" >太陽系置于更廣闊的銀河系背景中?！?/p>
林巴赫和她的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃今年7月對WD 1856+534系統(tǒng)進(jìn)行第二次詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀測。通過在首次觀測一年后比較該系統(tǒng)與背景恒星的位置，研究人員希望能夠發(fā)現(xiàn)任何可能受該恒星引力束縛的其他行星。
探測到另一顆行星或許可以解釋W(xué)D 1856+534 b是如何遷移到目前圍繞白矮星運(yùn)行的近地軌道的。林巴赫表示，即使沒有發(fā)現(xiàn)其他行星，后續(xù)數(shù)據(jù)也能幫助天文學(xué)家縮小其他可能的解釋范圍，以解釋像WD 1856+534b這樣的行星最終為何會在如此近的距離內(nèi)繞白矮星運(yùn)行。
“無論如何，這都是弄清楚這些系統(tǒng)如何演變的關(guān)鍵一步。”
這項(xiàng)研究的詳細(xì)內(nèi)容已發(fā)布在檔案庫 arXiv 上的預(yù)印本論文中，但尚未經(jīng)過同行評審。
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