WD 1856+534b:从红巨星内部诞生的行星

在距离地球大约80光年外,有一颗名为WD 1856+534b的系外行星,这是一颗类木行星,也就是气态巨行星,半径是地球的10倍以上。而它正在围绕着一颗白矮星运行,距离更是近到只有0.02个天文单位(300万公里)。

这颗白矮星名为WD 1856+534,它的质量只有太阳的一半,但是半径却很小,只比地球半径大40%。所以如果只看外表的话,我们会看到一个硕大的气态行星围绕着一颗1/7大小的星球旋转。

WD 1856+534是一颗质量只有太阳一半的白矮星
WD 1856+534是一颗质量只有太阳一半的白矮星

此外WD 1856+534还和另外两颗遥远的红矮星组成了一个三星系统,这两颗红矮星分别是0.225倍太阳质量的G99-20A和0.322倍太阳质量的G99-20B,两颗红矮星组成了一个紧密的双星系统,它们距离WD 1856+534大约1030个天文单位。

白矮星年龄大约是58亿年,比太阳还要古老,这么长的时间使得其表面温度下降到只有4700K,比太阳的表面温度还低。

WD 1856+534b因为距离白矮星很近,所以它的公转周期只有不到1.5天。

看到这里你可能觉得这一切好像也很正常啊,宇宙中比它更靠近恒星的例子,有的公转周期是以分钟来计算。

但是你有没有考虑过一个问题:白矮星是如何形成的?

白矮星是由红巨星形成的,而红巨星则是由0.5~8倍太阳质量的恒星形成,这些恒星在生命末期,会膨胀自己的外围物质,这就使得红巨星的半径远远大于太阳半径。

所以如果这颗系外行星位置不变的话,那么追溯到过去它必然曾经位于白矮星的前身——红巨星的内部。

当然,你可能会说行星轨道是可以迁移的,也许WD 1856+534b之前距离红巨星较远,后来才迁移到现在的位置上的。

WD 1856+534b是一颗围绕白矮星的系外行星
WD 1856+534b是一颗围绕白矮星的系外行星

但是这显然和常识是矛盾的,因为众所周知,当恒星变成红巨星的时候,它的引力会减弱,行星只会向外迁移而不是向内迁移。而且那两颗红矮星虽然距离遥远,但是它们的引力作用也能触发行星轨道的外迁。

所以从理论上说,在过去,WD 1856+534b距离白矮星应该是更近而不是更远,但是这又回到了初始的问题:它是如何存在于红巨星的内部?

现在只剩下一种可能性:这颗系外行星并非是一直存在的,它可能是在红巨星变成白矮星的过程中形成的。

具体的过程可能是这样的:当红巨星变成白矮星的时候,会将外层物质抛弃,但是这些物质在三颗恒星的引力作用下并没有完全消散,而是在白矮星的周围形成了一个物质吸积盘,然后这个物质吸积盘就形成了WD 1856+534b。

白矮星附近的行星特别有趣,因为这些恒星尸体相对较冷,使得它们的宜居带非常接近,那里的温度正好适合绕轨道运行的行星上液态水的存在。

WD 1856+534b这颗行星正好位于宜居带,尽管它是一颗气态巨行星,但它可能拥有潜在的宜居卫星。此外白矮星往往不太活跃,因此 WD 1856+534b可以在稳定的轨道上保持数十亿年,这使得生命也是可能在行星周围的卫星上诞生的。

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