垂死恆星吞噬行星:X射線線索揭示宇宙災難
首次觀測到的事件:行星狀星雲中心的一顆白矮星可能摧毀了附近的一顆行星——這是天文學家從未見過的。 40 多年來,螺旋星雲白矮星發出的奇怪X 射線訊號一直讓天文學家感到困惑。現在,他們可能找到了答案——這顆恆星的引力很可能撕裂了整顆行星。

螺旋星雲中的一顆白矮星可能摧毀了一顆行星,這解釋了數十年來無法解釋的X 射線。天文學家認為這顆行星漂移得太近,被撕裂,其碎片現在為恆星的輻射提供了燃料。資料來源:X 射線:NASA/CXC/SAO/Univ Mexico/S. Estrada-Dorado 等人;紫外線:NASA/JPL;光學:NASA/ESA/STScI (M. Meixner)/NRAO (TA Rector);紅外線:ESO/VISTA/J. Emerson;
來自錢德拉的新證據:美國國家航空暨太空總署錢德拉X 射線天文台的數據表明,一顆圍繞白矮星運行的、此前未知的行星被撕裂了。
一類新的X 射線源:這項發現顯示白矮星可能產生一種與行星毀滅有關的新型可變X 射線發射。
螺旋星雲中心的一顆白矮星可能摧毀了附近的一顆行星,這是天文學家從未觀察到的事件。這項發現可以解釋40 多年來從星雲中探測到的神秘X 射線訊號。螺旋星雲是一顆垂死恆星的殘餘,類似我們的太陽,它的外層脫落,在其核心留下一顆小而緻密的白矮星。
螺旋星雲的合成影像結合了錢德拉的X 射線資料(洋紅色)、哈伯的可見光資料(橘色、淺藍色)、ESO的紅外線資料(金色、深藍色)和GALEX 的紫外線資料(紫色)。錢德拉的觀測表明,這顆白矮星已經撕裂了一顆在其附近運行的行星。
下面的藝術家插圖描繪了這一場景:一顆行星(左)被拉得太靠近白矮星,被恆星強大的引力撕裂。白矮星被行星狀星雲的發光殘餘物包圍,位於一個複雜行星系統的中心。這顆注定要毀滅的行星最初可能離白矮星遠得多,但由於與其他行星的引力相互作用,它隨著時間的推移向內漂移。

這幅藝術家的印象圖顯示一顆行星(左)太靠近一顆白矮星(右),並被恆星的潮汐力撕裂。白矮星位於行星狀星雲的中心,背景中藍色氣體描繪了行星狀星雲。這顆行星是行星系統的一部分,其中包括左上方的一顆行星和右下方的另一顆行星。這顆被圍困的行星最初可能距離白矮星相當遠,但後來透過與系統中其他行星的引力相互作用而向內遷移。圖片來源:CXC/SAO/M.Weiss
隨著行星的碎裂殘骸向內盤旋,它們最終將形成一個圍繞白矮星的圓盤。當這些碎片落到恆星表面時,它會產生天文學家幾十年來一直在探測的持久X 射線訊號。
早在1980 年,X 射線任務(例如愛因斯坦天文台和ROSAT 望遠鏡)就從螺旋星雲中心獲取了不尋常的讀數。他們偵測到來自螺旋星雲中心白矮星WD 2226-210 的高能量X 射線,該白矮星距離地球僅650 光年。像WD 2226-210 這樣的白矮星通常不會發出強X 射線。
一項利用錢德拉和XMM-牛頓數據進行的新研究可能最終解決了WD 2226-210 發出這些X 射線的原因:該X 射線信號可能是一顆被摧毀的行星的碎片被拉向白矮星。如果得到證實,這將是首次發現行星被行星狀星雲中心恆星摧毀。

大約50 億年後,我們的太陽將耗盡燃料並膨脹,可能吞噬地球。恆星生命的最後階段可能非常美麗,就像這個稱為螺旋星雲的行星狀星雲一樣。圖片來源:X 射線:NASA/CXC/SAO/Univ Mexico/S. Estrada-Dorado 等人;紫外線:NASA/JPL;光學:NASA/ESA/STScI (M. Meixner)/NRAO (TA Rector);紅外線:ESO/VISTA/J. EmersonC.
ROSAT、錢德拉和XMM-牛頓在1992 年至2002 年之間的觀測表明,白矮星發出的X 射線訊號亮度在此期間基本保持不變。然而,數據表明,X 射線訊號可能每2.9 小時發生一次細微的規律性變化,這為存在一顆非常靠近白矮星的行星殘骸提供了證據。
先前,科學家確定一顆海王星大小的行星正以非常接近的軌道繞著白矮星運行——不到三天就能完成一次公轉。在這項最新研究中,研究人員得出結論,可能存在一顆距離恆星更近的行星,如木星。這顆被圍困的行星最初可能距離白矮星相當遠,但隨後透過與系統中其他行星的引力相互作用向內遷移。一旦它足夠接近白矮星,恆星的引力就會將行星部分或完全撕裂。
WD 2226-210 的X 射線行為與另外兩顆不在行星狀星雲內的白矮星有些相似之處。其中一顆可能正在從行星伴星上吸走物質,但方式較為溫和,行星不會被迅速摧毀。另一顆白矮星很可能正在將行星殘餘的物質拖到其表面。這三顆白矮星可能構成一類新的可變或變化物體。
描述這些結果的論文發表在《皇家天文學會月刊》上。
編譯自/ ScitechDaily