首次發現完整行星繞行白矮星 原因成謎

美國太空總署（NASA）宣布，科學家首次發現有一顆完整的行星正在繞行一顆白矮星。白矮星是類似太陽大小的恆星的緻密殘留物，和地球差不多大。

這次發現的行星編號為WD 1856 b，大約是白矮星WD 1856+534的7倍大小，它以34個小時周期繞行白矮星，這比水星繞太陽公轉的速度快60倍以上，這顆行星是利用NASA的凌日系外行星巡天衛星（TESS）發現的。

美國威斯康辛大學麥迪遜分校（University of Wisconsin Madison）的Andrew Vanderburg教授說：「不知道通過什麽途徑，行星WD 1856 b能夠保持自身完整的情況下非常接近白矮星。一般而言，白矮星在形成過程中會摧毀附近的行星，而後來靠得太近的天體通常都會被白矮星的巨大引力撕裂。我們仍然對WD 1856 b如何到達其當前位置而又能保持完整有很多疑問。」

這次發現的行星位於天龍座，離地球大約80光年，它繞著一個平靜的白矮星運行，這顆白矮星直徑約1萬8千公里，年齡高達100億年，並且是一個三恆星系統的成員。

行星離白矮星遠 防吞沒焚燒

當類似太陽的恆星能量耗盡時，它會膨脹到原始大小的數百至數千倍，形成一個紅巨星。最終，它噴射出恆星氣體的外層，損失其質量的80%，剩下的核心變成白矮星。在此過程中，通常會吞沒並焚燒附近的天體。研究團隊估計，這次發現的行星原來離白矮星的距離至少要比現在大50倍，才能防止被焚燒殆盡。

「我們早就知道白矮星誕生後，小行星和彗星之類的小物體會被散射並飛向白矮星。它們通常被白矮星的強大引力扯碎。」文章作者之一、美國夏威夷的雙子星天文臺（Gemini Observatory）的研究員許偲藝說。 「這就是為什麼當Andrew告訴我有關該系統的消息時，我感到非常興奮的原因。雖然我們知道行星也可能向內散射，但這是我們第一次看到在向內運行過程中保持完整的行星。」

研究團隊提出了幾種假設，來說明行星WD 1856 b如何進入白矮星附近的橢圓路徑。隨著白矮星引力持續拉扯行星，會產生巨大的潮汐並耗散其軌道能量，這會導致行星的運行軌跡在未來變得更圓。

文章合作者、美國加州理工學院（California Institute of Technology）的博士後研究員Juliette Becker說：「最有可能的情況是，在WD 1856b的原始軌道附近有另外幾個木星大小的行星，這種大行星的引力很容易導致不穩定性，造成行星被向內散射，但是目前，我們的理論還缺乏觀測證據。」

其他可能的情況還包括三恆星系統中另外兩顆紅矮星G229-20 A和B在超過數十億年的引力拖拽效果，或者是有流浪恆星輕輕擦過三恆星系統造成擾動。然而，研究團隊不太支持這些假設，因為它們需要經過精密調校的物理條件，才能獲得與巨大伴侶行星模型相同的效果。

研究團隊使用NASA的史匹哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）在紅外波段下觀察了該系統。如果WD 1856 b是棕矮星一類的低質量恆星，它將自己發出紅外光。當研究團隊將Spitzer數據與西班牙的加那利大型望遠鏡（Gran Telescopio Canarias）的可見光觀測結果進行比較時，他們發現沒有明顯的區別。

結合恆星的年齡以及有關該系統的其他信息，研究團隊得出結論，WD 1856 b極有可能是一顆不超過木星大小14倍的行星。目前尚無證據表明系統中還有沒有其他行星存在，這顆白矮星非常小，以至於很難捕捉到距離白矮星更遠的行星的信號。

研究團隊撰寫了2篇關於這項新研究的論文，分別發表於2020年9月16日的《自然》和《天體物理期刊快報》上。◇