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科學家發現繞轉白矮星的行星
科學家由凌日系外行星巡天望遠鏡(TESS)﹐首次觀測到繞轉白矮星的行星﹐其約木星大小﹐繞轉週期34小時(對比金星繞太陽週期約90天)。白矮星前身是太陽質量的恆星﹐在核心氫氣核融合完畢後膨脹成紅巨星﹐而在脫去外層氣體後的緻密核心即是白矮星(太陽質量的白矮星﹐僅地球大小)。
此發現特別的是﹐行星很難在鄰近白矮星的軌道繞轉。因為﹐假設行星一開始就在鄰近軌道﹐則在紅巨星階段就會被吞噬。倘若在白矮星形成後﹐才被散射到鄰近軌道﹐則容易被其強大的潮汐力扯散。因而之前僅觀測到繞轉的行星碎片。
科學家由行星掠過恆星表面﹐造成亮度週期性變暗﹐發現許多系外行星。本次的亮度改變的時間(8分鐘)比掠過恆星(大於30分鐘)短﹐加上亮度降低的比例高﹐顯示這是一顆白矮星﹐而繞轉它的星體約木星大小。
木星大小的天體﹐除了行星外還可能是低質量恆星(紅矮星或棕矮星)。因小質量恆星對整體亮度的貢獻﹐在紅外線較可見光多﹐因此不同波長的亮度變化率不同﹐而變化時間相同。藉由史匹哲(Spitzer)太空望遠鏡的紅外線觀測﹐發現其亮度變化和可見光相同。由於在紅外線波段的亮度暗﹐加上其位處的環境年齡較年輕﹐因此推論它是行星。
可能的解釋是﹐行星早期離恆星很遠﹐避免被紅巨星吞噬。由於在紅巨星時期﹐外層膨脹質量減少﹐造成其行星繞轉軌道改變。模擬發現﹐行星容易改變成高橢圓率的軌道﹐因白矮星對行星的潮汐力作用﹐使軌道慢慢演化(約10億年)成短周期的圓形軌道。
接下來即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)﹐可用來分析白矮星的光線通過行星大氣後的吸收光譜﹐藉此偵測行星大氣的水或生物標記性氣體(例如甲烷﹑臭氧)﹐進一步了解其適居性。
下圖為太陽系和本次白矮星(WD1856+534)系統的比較圖。
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