一项新研究发现了银河系中最古老的行星碎片

由华威大学领导的天文学家已经确定了我们星系中最古老的恒星，它正在从轨道星子中积累碎片，使其成为银河系中发现的最古老的岩石和冰行系统之一。

他们的发现发表在今天(11月5日)的《皇家天文学会月报》上，并得出结论称，一颗距离地球90光年的微弱白矮星，以及环绕其运行的行星系统的遗迹，有100多亿年的历史。

大多数恒星的命运，包括像太阳这样的恒星，都会变成白矮星。白矮星是一种耗尽了所有燃料，褪去外层的恒星，现在正在经历一个收缩和冷却的过程。在这个过程中，任何轨道运行的行星都会被扰乱，在某些情况下会被摧毁，它们的碎片会留在白矮星的表面上吸积。

在这项研究中，由华威大学领导的天文学家团队建立了两个不同寻常的白矮星模型，这两个白矮星是由欧洲航天局的盖亚太空天文台探测到的。这两颗恒星都受到了行星碎片的污染，其中一颗被发现是异常的蓝色，而另一颗则是迄今为止在本星系附近发现的最暗最红的恒星——研究小组对这两颗恒星进行了进一步的分析。

利用来自GAIA、暗能量调查和欧洲南方天文台x -射手仪器的光谱和光度数据，天文学家发现，这颗“红色”恒星WDJ2147-4035大约有107亿年的年龄，其中102亿年是作为白矮星冷却的。

光谱学包括分析来自恒星的不同波长的光，它可以检测到恒星大气中的元素何时吸收了不同颜色的光，并帮助确定这些元素是什么以及它们的含量。通过分析WDJ2147-4035的光谱，研究小组发现了金属钠、锂、钾的存在，并初步检测到碳在这颗恒星上聚集——这是迄今为止发现的最古老的受金属污染的白矮星。

第二颗“蓝色”恒星WDJ1922+0233只比WDJ2147-4035稍微年轻一点，受到了与地球大陆地壳成分相似的行星碎片的污染。科学小组得出的结论是，尽管WDJ1922+0233的表面温度很低，但它的蓝色是由其不寻常的氦-氢混合大气造成的。

在红星WDJ2147-4035几乎纯氦和高重力大气中发现的碎片来自一个古老的行系统，该系统在恒星演化为白矮星的过程中幸存了下来，这使得天文学家得出结论，这是在银河系中发现的围绕白矮星的最古老的行系统。

该研究的第一作者、华威大学物理系博士生Abbigail Elms说:“这些被金属污染的恒星表明，地球并不是唯一的，还有其他行星系统，它们的行星体与地球类似。97%的恒星将成为白矮星，它们在宇宙中无处不在，因此了解它们非常重要，尤其是这些非常酷的恒星。”冷白矮星是由银河系中最古老的恒星形成的，它为银河系中最古老恒星周围的行星系的形成和进化提供了信息。”

“我们正在银河系中发现最古老的恒星残骸，它们被曾经的类地行星污染了。这一切发生在100亿年的时间里，而且这些行星在地球形成之前就已经消亡了，这真是令人惊讶。”

天文学家还可以利用恒星的光谱来确定这些金属下沉到恒星核心的速度，这使他们能够回顾过去，并确定每种金属在原始行星体中的含量。通过将这些丰度与太阳系中发现的天体和行星物质进行比较，我们可以猜测这些行星在恒星死亡成为白矮星之前会是什么样子——但对于WDJ2147-4035来说，这被证明是具有挑战性的。

阿比盖尔解释说:“这颗红星WDJ2147-4035是一个谜，因为它聚集的行星碎片富含锂和钾，与我们太阳系中已知的任何东西都不同。这是一颗非常有趣的白矮星，因为它超冷的表面温度、污染它的金属、它的年龄以及它具有磁性的事实，使它非常罕见。”

华威大学物理系的pierre - emmanuel Tremblay教授说:“当这些古老的恒星在100多亿年前形成时，宇宙的金属含量没有现在那么丰富，因为金属是在演化的恒星和巨大的恒星爆炸中形成的。这两颗被观测到的白矮星提供了一个令人兴奋的窗口，让我们了解在一个缺乏金属和富含气体的环境中行星的形成，这与太阳系形成时的条件不同。”

更多信息:Abbigail Elms等人，行星碎片污染的超冷白矮星光谱分析，皇家天文学会月报(2022)。DOI: 10.1093 / mnras / stac2908

华威大学提供

引文:在2022年11月5日从https://phys.org/news/2022-11-oldest-planetary-debris-galaxy.html上检索到的一项新研究(2022年，11月5日)中发现了银河系中最古老的行星碎片

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