根據倫敦大學學院(UCL)研究人員領導的一項新研究，他們已經觀察到一圈月亮大小結構的行星碎片在一顆白矮星附近運行，暗示著附近有一顆位於“宜居區”的行星，那裡可能存在水和生命。

白矮星是燃燒完所有氫燃料的恆星的熾熱餘燼。幾乎所有的恆星，包括太陽，最終都會變成白矮星，但科學家們對它們的行星系統知之甚少。

在發表在《皇家天文學會月刊》上的這項研究中，一個國際研究小組利用來自地面和天基望遠鏡的數據，測量了來自銀河系中一顆名為WD1054-226的白矮星的光線。

令他們驚訝的是，他們發現了明顯的光暈，相當於每25小時有65個均勻分佈的行星碎片雲圍繞著這顆恆星運行。研究人員總結說，這些凌日結構的精確規律性–每23分鐘使恆星的光線變暗–表明它們被附近的一顆行星保持在這樣一個精確的排列中。

主要作者Jay Farihi教授（UCL物理學和天文學）說：“這是天文學家第一次在白矮星的宜居區檢測到任何種類的行星體。”

“我們觀察到的月亮大小的結構是不規則的和有灰塵的（如彗星狀），而不是固體的球形體。它們的絕對規律性，每23分鐘就有一個在恆星前面經過，是我們目前無法解釋的一個謎。”

“一個令人興奮的可能性是，這些天體被保持在這樣一個均勻的軌道模式中，是因為附近行星的引力影響。如果沒有這種影響，摩擦和碰撞將導致這些結構分散，失去觀察到的精確的規律性。這種’牧羊人’的先例是海王星和土星周圍的衛星的引力幫助創造了環繞這些行星的穩定的環形結構。”

“在宜居區出現一顆行星的可能性是令人興奮的，也是出乎意料的；我們並沒有在尋找這個。然而，重要的是要記住，要確認一顆行星的存在，需要更多的證據。我們無法直接觀察到這顆行星，所以確認可能要通過比較計算機模型和對恆星及軌道碎片的進一步觀察來實現。”

預計圍繞白矮星的這一軌道是在其生命的巨星階段被掃清的，因此任何有可能承載水從而有生命的行星都是最近的發展。該地區將至少在20億年內適合居住，包括至少在未來10億年內。95%以上的恆星最終會變成白矮星。例外的情況是最大的恆星爆炸，成為黑洞或中子星。

Farihi教授補充說：“由於我們的太陽將在幾十億年後成為白矮星，我們的研究為我們自己的太陽系的未來提供了一瞥。”

當恆星開始耗盡氫氣時，它們會膨脹和冷卻，成為紅巨星。太陽將在40到50億年後進入這一階段，吞噬水星、金星，可能還有地球。一旦外部物質被輕輕吹走，氫氣被耗盡，恆星的熱核心仍然存在，在數十億年中慢慢冷卻–這就是恆星的白矮星階段。

觀察圍繞白矮星運行的行星對天文學家來說具有挑戰性，因為這些恆星比主序星（如太陽）要暗得多。到目前為止，天文學家只發現了氣態巨行星（如木星）圍繞白矮星運行的初步證據。

在這項新的研究中，研究人員觀察了117光年外的白矮星WD1054-226，使用固定在智利La Silla天文台的ESO 3.5米新技術望遠鏡（NTT）上的ULTRACAM高速相機記錄了它18個晚上的光線變化。為了更好地解釋光線的變化，研究人員還查看了來自美國宇航局凌日系外行星勘測衛星（TESS）的數據，這使得研究人員能夠確認該行星結構的軌道周期為25小時。

他們發現WD1054-226的光線總是在一定程度上被前面經過的巨大的軌道物質雲所遮擋，這表明有一圈行星碎片圍繞著這顆恆星運行。