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

“我們從未見過這兩種天體同時吸積到一個白矮星上，”首席研究員Ted Johnson說道，“通過研究這些白矮星，我們希望能更好地了解那些仍然完好無損的行星系統(tǒng)。”據(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，而這反過來可以告訴他們關(guān)于新形成的行星系統(tǒng)的構(gòu)成。

對于G238-44來說，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程中都會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在行星系統(tǒng)中可能比以前認(rèn)為的更常見。

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覆蓋著碳、氮和氧等多種元素的巖石行星。我們在這顆白矮星上看到的元素豐度似乎需要一個巖石和一個富含揮發(fā)性的母體--這是我們在對數(shù)百顆白矮星的研究中發(fā)現(xiàn)的第一個例子。”

但究竟為什么所有這些物質(zhì)會落入這顆白矮星？理論告訴我們，當(dāng)一顆紅巨星如G238-44之前的那顆開始死亡并轉(zhuǎn)變?yōu)榘装菚r，它周圍的行星系統(tǒng)會看到激烈、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始停止核聚變時，它的行星、彗星、小行星和其他天體的軌道開始急劇變化。這使一個曾經(jīng)穩(wěn)定的系統(tǒng)變成了一場混亂的風(fēng)暴，這會引發(fā)引力相互作用和擾動，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)百萬年的時間里展開。

Johnson解說道：“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氣態(tài)和塵埃的圓盤，最終則落到白矮星的表面上。”

雖然這一暴力過程已經(jīng)被理論化了很多年，但Johnson等人的研究首次證實(shí)，一顆白矮星在開始從紅巨星過渡到白矮星的1億年后能夠同時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)落入白矮星時的破壞給了科學(xué)家們分析其內(nèi)部內(nèi)容的獨(dú)特機(jī)會。

Johnson等人利用哈勃測量了G238-44周圍被摧毀的物質(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周圍大量的氮?dú)獗砻靼装侵車嬖谥w。

“跟我們的數(shù)據(jù)最匹配的是類似水星的物質(zhì)和類似彗星的物質(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。沒有任何已知的太陽系天體具有如此多的這兩種物質(zhì)，”Johnson說道。

迄今為止，我們?nèi)祟悓ζ鋬?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太陽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)成跟我們太陽系的行星展開比較。

那么，科學(xué)家們希望通過這項(xiàng)研究長期了解什么？簡而言之，他們正在尋找答案以了解我們自己的太陽將如何在一個非常類似的過程中死亡以及在太陽最初死亡時幸存下來的太陽系部分可能發(fā)生的事情。

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

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

一旦氦氣耗盡，太陽將再次膨脹，連續(xù)四次的熱脈沖將其外部物質(zhì)噴射出來進(jìn)而形成一個新的行星托兒所，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。