美探白矮星行星大氣狀況

    美國太空總署的韋伯太空望遠鏡(JWST)日前對環繞一顆白矮星運轉的行星進行了觀測，揭示了這顆行星大氣的特徵，可能有助於理解未來太陽系在太陽終結後的命運。

    研究人員指出，包括太陽在內的大多數恆星都會死亡，形成白矮星，但人們尚未充分理解這一恆星演化過程可能如何影響環繞其運行的行星。目前已發現若干圍繞白矮星運行的候選行星，表明在恆星演變為紅巨星並最終形成白矮星的過程中，可能會有行星倖存。但人們對這些行星的大氣組成所知甚少。

    二○二○年，天文學家利用凌星系外行星巡天衛星(TESS)和斯皮策空間望遠鏡(SST)，發現了一顆氣態巨行星WD 1856 b。它正圍繞距離地球約八十光年的白矮星WD 1856+534運行。這是天文學家所知道的最奇特的行星系統之一：因為通常來說，大多數行星都小於它們所繞行的恆星，但WD 1856 b的半徑卻約為WD 1856+534的八倍，而且它的軌道極其靠近白矮星，每一點四日就完成一次公轉。在一項研究中，英國聖安德魯斯大學的研究團隊利用JWST上的光譜儀，報告了對行星WD 1856 b大氣的觀測結果，這顆行星環繞一顆白矮星運行，位於一個約有一百億年歷史的星系，距地球約廿五個秒差距。關於WD 1856 b究竟是如何來到今天這個位置的，目前有兩種理論：一種觀點認為，這顆行星在主星死亡過程中曾被吞沒但奇蹟般倖存下來；另一種觀點認為，它的軌道遷移是由系統中其他天體的引力作用造成的。這顆白矮星是一個三星系統的一部分，周邊的伴星可能影響了WD 1856 b的軌道。

    研究人員發現這顆行星大氣富含甲烷和氣溶膠，WD 1856 b約為四點三至十點九倍木星質量(MJ)。在向當前僅距恆星○點○二個天文單位的近距離軌道（離恆星約三百萬公里）遷移的過程中，其大氣經歷了再加熱。研究人員還計算出行星大氣溫度約為390K至412K，超出了巨行星的預期溫度(160K)。這些發現表明，行星再加熱會在紅巨星階段結束數十億年後發生。

    研究人員提出，WD 1856 b是首顆圍繞白矮星運行且特徵被詳細表徵的凌星行星。觀察這顆行星遷移和大氣組成及溫度的演化，可能有助於科學家確定恆星消亡後的行星系統的命運，這只是天文學家利用JWST探索圍繞死亡恆星運行的行星的開始，尋找更多圍繞白矮星運行的行星仍在繼續。新的研究結果表明，恆星死亡並不是終點——有些行星會在其恆星死亡後，迎來一個充滿活力的未來。

    小    米