白矮星可能支持生命。那么他們的行星都在哪里呢？

發表于 2025-12-10 00:04:19 來源：桑間濮上網

這幅圖展示了一顆白矮星，周圍環繞著一個行星系統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）據今日宇宙（埃文·高夫）：天文學家已經發現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。但是持生他們發現了一顆完整的木星質量的行星圍繞著一顆白矮星運行。
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)是曾經像我們的太陽一樣大得多的主序星的殘余恒星。當一顆與我們的都里太陽質量范圍相同的恒星離開主序時，它會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，它作為一個行星狀星云脫離了它的持生外層，這是命那們一個膨脹的電離氣體的閃爍面紗，每個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，質量巨大，但只有地球那么大。他們已經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域，盡管它們離得很近。
天文學家相當肯定大多數恒星都有行星。但是，當這些行星圍繞一顆脫離主序并成為紅巨星的恒星運行時，它們就處于危險之中。這可能會對行星造成巨大破壞，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周圍的可居住區的碎片盤中發現了一顆完整的行星。如果有一個，幾乎可以肯定在某個地方還有其他的。為什么我們沒有找到他們？我們發現的第一顆行星是木星質量的行星，這是否意味著WD系外行星的數量由它們主宰？
arXiv預印本服務器上發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的巨大性質意味著凌日巖石行星在白矮星周圍很少見”，它已經被皇家天文學會的月度通知接受出版。作者是紐約哥倫比亞大學天文系助理教授大衛·基平。
白矮星壽命長且穩定。因此，即使它們的可居住區域遠小于像我們太陽這樣的恒星周圍的區域，它們仍然存在。理論上，那些可居住帶中的行星可以支持生命。
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，它是一個龐然大物:13.8木星質量。
“考慮到系外行星人口統計和理論模擬(一種“底部沉重”的半徑分布)表明，與地球相比，巨行星相對較少，這可能有些令人驚訝，”基平解釋道。
這種說法可能會讓讀者感到驚訝。快速瀏覽美國宇航局的系外行星目錄，可以發現5535顆已確認的系外行星；其中1898顆類似海王星，1756顆是氣態巨行星。其中只有1675顆是超級地球，只有199顆是地球。從這個角度來看，基平關于系外行星分布“底部密集”的說法似乎令人費解，這意味著小半徑行星比大半徑行星更加豐富。
但是我們測量的數字并不能反映真實的情況。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:我們只知道我們發現了什么。我們不知道外面到底有什么。
“……有一種新觀點認為，木星大小的行星只占地球人口的少數。因此，在WD周圍探測到的第一顆凌日行星被發現是一顆巨行星的事實有些令人驚訝，”基平寫道。WD 1856 b可能是唯一確認的白矮星，但還有其他候選行星，其中大多數也是木星質量或更高的行星。
對基平來說，在白矮星周圍發現一顆巨大氣體巨星的意義令人擔憂。“隱含的假設是凌日WD巖石行星很少見，”基平寫道。
有充足的證據表明白矮星周圍存在小型類地行星。但是證據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，在可居住區有完整的行星嗎？WD 1856 b的探測是否告訴我們任何關于類地WD行星存在的信息？
有兩種方法可以使小行星的證據與WD 1856 b的探測相一致。
首先，沒有絕對的理由說明為什么小的巖石行星或者大質量的木星+質量的行星需要支配WD系外行星的數量。“也許分布在某個半徑處翻轉，代表最不可能的行星半徑，然后又回到最高點，”基平寫道。可能有無限數量的分布；我們只是還不知道。
另一種調和的方法很簡單。“第二種可能是WD 1856 b只是一個僥幸。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在凌日被發現的可能性確實非常小。”這就是只處理一個數據點的挑戰。
基平計算出第一顆WD行星是大質量行星的幾率為0.37%。那是極其罕見的，但是那不一定導致任何可靠的結論。“這當然很有趣，”基平寫道，“但并不是壓倒性的——在天文學歷史上，如果有足夠的時間，不可能發生的事件能夠也將會發生。”
那我們該怎么辦？我們有一個單一的WD行星探測，它是一個巨大的氣體巨星，但我們有多個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留下了什么？
“出于這些原因，我們不認為我們的假設有任何說服力，”基平寫道。
也許這只是那些雖然有趣，但只能導致不準確結論的事情之一。通常情況下，我們需要更多的數據。“放棄目前和未來在WDs周圍尋找類地行星的努力肯定為時過早。”
白矮星系外行星科學才剛剛起步。但它仍有希望，因為WDs非常穩定且壽命長。它們的可居住區域也是如此。
白矮星在恒星中是獨一無二的，因為它們的半徑與地球相同。它們比其他恒星小，這有助于探測地球大小的行星。它還可以促進大氣研究，包括對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關于類地行星在WDs周圍很少見的假設很容易驗證。集中搜索無疑將開始揭示白矮星周圍行星的真實數量。
如果我們在白矮星周圍發現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存在的可能性。

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