這幅圖展示了一顆白矮星，周圍環(huán)繞著一個(gè)行星系統(tǒng)中破碎物體的持生碎片。鳴謝:uux.cn/美國航天局、命那們歐空局、都里約瑟夫·奧姆斯特德(STScI)
（神秘的白矮地球uux.cn）據(jù)今日宇宙（埃文·高夫）：天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量被碎片盤包圍的白矮星。那些圓盤是星可行星恒星演化過程中被摧毀的行星的殘骸。但是持生他們發(fā)現(xiàn)了一顆完整的木星質(zhì)量的行星圍繞著一顆白矮星運(yùn)行。
白矮星還多嗎？命那們類地類地行星能否存在于白矮星周圍？
白矮星(WD)是曾經(jīng)像我們的太陽一樣大得多的主序星的殘余恒星。當(dāng)一顆與我們的都里太陽質(zhì)量范圍相同的恒星離開主序時(shí)，它會(huì)膨脹并成為一顆紅巨星。白矮隨著紅巨星的星可行星老化和核燃料的耗盡，它作為一個(gè)行星狀星云脫離了它的持生外層，這是命那們一個(gè)膨脹的電離氣體的閃爍面紗，每個(gè)人都可以在哈勃圖像中看到。都里大約10，000年后，行星狀星云消散了，剩下的只是一顆白矮星，孤零零地位于所有消失的榮耀的中心。
白矮星密度極高，質(zhì)量巨大，但只有地球那么大。他們已經(jīng)離開了核聚變的生活，只釋放出殘余的熱量。但是，熱就是熱，白矮星可以有可居住的區(qū)域，盡管它們離得很近。
天文學(xué)家相當(dāng)肯定大多數(shù)恒星都有行星。但是，當(dāng)這些行星圍繞一顆脫離主序并成為紅巨星的恒星運(yùn)行時(shí)，它們就處于危險(xiǎn)之中。這可能會(huì)對(duì)行星造成巨大破壞，通過潮汐破壞吞噬一些行星，撕裂另一些行星。一些白矮星被碎片盤包圍，它們只能是恒星行星的殘余，在紅矮星階段被恒星撕成碎片。
但在2020年，研究人員宣布在白矮星WD1054-226周圍的可居住區(qū)的碎片盤中發(fā)現(xiàn)了一顆完整的行星。如果有一個(gè)，幾乎可以肯定在某個(gè)地方還有其他的。為什么我們沒有找到他們？我們發(fā)現(xiàn)的第一顆行星是木星質(zhì)量的行星，這是否意味著WD系外行星的數(shù)量由它們主宰？
arXiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)布的一篇新論文研究了白矮星周圍的系外行星問題，并詢問為什么巖石白矮星行星似乎很罕見。這篇論文是“WD 1856 b的巨大性質(zhì)意味著凌日巖石行星在白矮星周圍很少見”，它已經(jīng)被皇家天文學(xué)會(huì)的月度通知接受出版。作者是紐約哥倫比亞大學(xué)天文系助理教授大衛(wèi)·基平。
白矮星壽命長且穩(wěn)定。因此，即使它們的可居住區(qū)域遠(yuǎn)小于像我們太陽這樣的恒星周圍的區(qū)域，它們?nèi)匀淮嬖凇＠碚撋希切┛删幼е械男行强梢灾С稚?br>我們所知道的唯一一顆圍繞白矮星的完整行星是由美國宇航局的TESS航天器探測到的，它是一個(gè)龐然大物:13.8木星質(zhì)量。
“考慮到系外行星人口統(tǒng)計(jì)和理論模擬(一種“底部沉重”的半徑分布)表明，與地球相比，巨行星相對(duì)較少，這可能有些令人驚訝，”基平解釋道。
這種說法可能會(huì)讓讀者感到驚訝。快速瀏覽美國宇航局的系外行星目錄，可以發(fā)現(xiàn)5535顆已確認(rèn)的系外行星；其中1898顆類似海王星，1756顆是氣態(tài)巨行星。其中只有1675顆是超級(jí)地球，只有199顆是地球。從這個(gè)角度來看，基平關(guān)于系外行星分布“底部密集”的說法似乎令人費(fèi)解，這意味著小半徑行星比大半徑行星更加豐富。
但是我們測量的數(shù)字并不能反映真實(shí)的情況。我們用來尋找系外行星的每種探測方法都有自己的選擇偏差。簡而言之:我們只知道我們發(fā)現(xiàn)了什么。我們不知道外面到底有什么。
“……有一種新觀點(diǎn)認(rèn)為，木星大小的行星只占地球人口的少數(shù)。因此，在WD周圍探測到的第一顆凌日行星被發(fā)現(xiàn)是一顆巨行星的事實(shí)有些令人驚訝，”基平寫道。WD 1856 b可能是唯一確認(rèn)的白矮星，但還有其他候選行星，其中大多數(shù)也是木星質(zhì)量或更高的行星。
對(duì)基平來說，在白矮星周圍發(fā)現(xiàn)一顆巨大氣體巨星的意義令人擔(dān)憂。“隱含的假設(shè)是凌日WD巖石行星很少見，”基平寫道。
有充足的證據(jù)表明白矮星周圍存在小型類地行星。但是證據(jù)存在于被摧毀的類地行星的巖石碎片中。這表明這些行星是存在的，但問題是，在可居住區(qū)有完整的行星嗎？WD 1856 b的探測是否告訴我們?nèi)魏侮P(guān)于類地WD行星存在的信息？
有兩種方法可以使小行星的證據(jù)與WD 1856 b的探測相一致。
首先，沒有絕對(duì)的理由說明為什么小的巖石行星或者大質(zhì)量的木星+質(zhì)量的行星需要支配WD系外行星的數(shù)量。“也許分布在某個(gè)半徑處翻轉(zhuǎn)，代表最不可能的行星半徑，然后又回到最高點(diǎn)，”基平寫道。可能有無限數(shù)量的分布；我們只是還不知道。
另一種調(diào)和的方法很簡單。“第二種可能是WD 1856 b只是一個(gè)僥幸。也許真的存在底部重的分布，WD 1856 b大小的系外行星將是第一個(gè)在凌日被發(fā)現(xiàn)的可能性確實(shí)非常小。”這就是只處理一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的挑戰(zhàn)。
基平計(jì)算出第一顆WD行星是大質(zhì)量行星的幾率為0.37%。那是極其罕見的，但是那不一定導(dǎo)致任何可靠的結(jié)論。“這當(dāng)然很有趣，”基平寫道，“但并不是壓倒性的——在天文學(xué)歷史上，如果有足夠的時(shí)間，不可能發(fā)生的事件能夠也將會(huì)發(fā)生。”
那我們?cè)撛趺崔k？我們有一個(gè)單一的WD行星探測，它是一個(gè)巨大的氣體巨星，但我們有多個(gè)WD周圍的巖石碎片盤，它們肯定來自類地行星。這給WDs周圍的小型巖石行星很罕見的假設(shè)留下了什么？
“出于這些原因，我們不認(rèn)為我們的假設(shè)有任何說服力，”基平寫道。
也許這只是那些雖然有趣，但只能導(dǎo)致不準(zhǔn)確結(jié)論的事情之一。通常情況下，我們需要更多的數(shù)據(jù)。“放棄目前和未來在WDs周圍尋找類地行星的努力肯定為時(shí)過早。”
白矮星系外行星科學(xué)才剛剛起步。但它仍有希望，因?yàn)閃Ds非常穩(wěn)定且壽命長。它們的可居住區(qū)域也是如此。
白矮星在恒星中是獨(dú)一無二的，因?yàn)樗鼈兊陌霃脚c地球相同。它們比其他恒星小，這有助于探測地球大小的行星。它還可以促進(jìn)大氣研究，包括對(duì)大得多的恒星周圍可能更加困難的生物特征的潛在探測。
Kipping關(guān)于類地行星在WDs周圍很少見的假設(shè)很容易驗(yàn)證。集中搜索無疑將開始揭示白矮星周圍行星的真實(shí)數(shù)量。
如果我們?cè)诎装侵車l(fā)現(xiàn)更多類似地球的世界，這將開辟另一條適合居住的道路，并增加生命在宇宙中持續(xù)存在的可能性。

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