在垂死的恒星中发现的类地行星的汽化外壳

行星地壳增生成白矮星

在凉爽的白色矮人周围的潮汐力下崩解的行星地壳残余物。盘中的材料变得靠近中心星,并流到白色矮小的气氛。信贷:华威大学/马克大厦

在附近的四个气氛中发现了具有地球状地壳的行星残余物白矮星星星华威大学天文学家,提供一瞥可能一旦长达数十年前的人的行星。

  • 白色矮星的锂和钾的观察到岩石行星壳的遗骸
  • 由华威大学领导的天文学家进行的分析显示,地壳的化学成分与地球大陆地壳非常相似
  • 白色矮人的外层含有高达300,000千年岩石碎片,其包括多达60兆甘酮锂和3,000千年钾的钾
  • 这些白矮星是银河系中最古老的明星之一,并且可能举办到目前为止发现的最古老的行星系统之一

华威大学(University of Warwick)的天文学家在附近四颗白矮星的大气层中发现了带有类地外壳的行星的残余,这让我们得以一窥数十亿年前可能曾经围绕它们运行的行星。

这些地壳是来自岩石行星的外层,类似于地球和火星可以让天文学家更深入地了解这些濒死恒星曾经承载的行星的化学性质。yabovip2021

发现于2021年2月11日,在期刊上报告自然天文学包括迄今为止天文学家看到的最古老的行星系统之一。

沃维克大学领导的研究小组在分析欧洲航天局盖亚望远镜收集到的1000多颗附近白矮星的数据时,发现了来自一颗特殊白矮星的不寻常信号。华威大学的研究人员得到了欧洲研究委员会和科学技术设施委员会(STFC)的资助。

它们使用光谱学分析来自不同波长的星光的光,这使得它们何时何时以不同颜色吸收光的元素,并确定这些元素以及存在多少。他们还检查了来自过去20年的Sloan Digital Sky调查的30,000个白矮星谱。

与锂的波长相匹配,天文学家很快发现了具有相同信号的三种白色矮种,其中一个也被其气氛中的钾观察。通过将锂和钾的量与其检测到的其他元素进行比较 - 钠和钙 - 它们发现元素的比例与地球和火星一样的岩石行星壳的化学成分匹配,如果那些外壳并被蒸发并在内部混合该明星的气态外层200万年。

领导作者Mark Hollands博士从沃里克大学的物理系说:“过去,我们已经看到了各种各样的东西像地幔和核心材料,但我们没有明确地检测行星壳。锂和钾是地壳材料的良好指标,它们不存在于披风或核心的高浓度。

“现在我们知道要检测这些元素的化学签名,我们有机会看看大量的白矮星,并找到更多这些。然后我们可以看看那个签名的分布,看看我们检测到这些行星地壳的频率以及与我们的预测相比如何。“

白矮星的外层含有高达30,000千年岩石碎片,其包括高达60千年锂的锂和3,000 Gigatonnes的钾,相当于地壳的60km的相似密度球体。被检测到的地壳材料的量与我们在我们自己的太阳系中看到的小行星的质量相似,导致天文学家相信他们在四颗恒星周围看到的是从行星中脱离的材料,而不是整个星球本身。

之前对白矮星的观测发现了来自行星内核和地幔物质的证据,但没有确定的证据表明存在地壳物质。地壳只是行星质量的一小部分,这项研究中探测到的元素只有在恒星非常冷的时候才能被探测到。白矮星正处于生命周期的死亡阶段,因为它们已经耗尽了燃料,并在数十亿年的时间里冷却下来。这四颗白矮星被认为在100亿年前就已经耗尽了它们的燃料,可能是银河系中形成的最古老的白矮星之一。

合著者之一、华威大学的皮尔-伊曼纽尔·特伦布莱博士说:“在一个案例中,我们正在观察一颗恒星周围行星的形成,这颗恒星形成于111 - 125亿年前的银晕中,因此它一定是迄今为止已知的最古老的行星系之一。”另一个系统是围绕一颗寿命较短的恒星形成的,这颗恒星最初的质量是太阳的四倍多,这个破纪录的发现对围绕其主星形成行星的速度提出了重要限制。”

在这些白矮星中最古老的是,比平均水平更大70%,因此它的巨大质量通常会导致其大气中的任何材料相对较快地消失,导致天文学家结束,即必须从中补充地壳材料周围的碎片盘。此外,天文学家单独对白矮星的预期检测到比预期的更多红外光,这表示由其明星加热的盘,然后以较长的波长重新辐射。

霍兰兹博士补充道:“据我们所知,岩石行星在不同的行星系中形成的方式是相似的。最初,它们由与恒星相似的物质组成,但随着时间的推移,这些物质分离,最终在行星的不同部位形成不同的化学成分。我们可以看到,在某一点上,这些物体经历了分化,其中的成分不同于恒星的初始成分。

“现在很了解,大多数正常的星星都像太阳港行星一样,但现在有机会看看不同类型材料的频率。”

参考:“白色矮人大气中的碱金属作为古代行星壳的示踪剂”由Mark A. Hollands,Pier-emmanuel Tremblay,BorisT.Gänsicke,Detlev Koester和Nicola Pietro Gentile-Fusillo 2021年2月11日,自然天文学
DOI:10.1038 / S41550-020-01296-7

该项目已根据欧洲联盟的地平线2020研究和创新计划获得欧洲研究委员会(ERC)的资金(Grant协议No.677706(WD3D))

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