當大多數恆星到達生命的盡頭時，它們會製造自己的葬禮柴堆，拋棄大部分剩餘氣體，以壯麗的最後展示其巨大的力量，並留下一個緻密的、像煤渣一樣的核心，稱為白矮星。但是，圍繞這樣一顆恆星執行的任何行星會變成什麼樣呢？這個問題一直難以回答，但現在科學家們表示，他們已經探測到了一顆疑似白矮星世界的殘骸，這是同類中的首次發現，可能為整個宇宙行星系統的末日提供令人著迷的見解。
在今天發表在 科學 雜誌上的一篇論文中，由英國華威大學的克里斯托弗·曼瑟領導的團隊報告了對一顆白矮星的前所未有的觀測，這顆白矮星略大於地球，但質量幾乎與太陽相當。這顆名為 SDSS J1228+1040 的恆星距離我們約 410 光年，更具體地說是被稱為“受汙染的”白矮星，這是因為天文學家可以探測到重元素像雨點般落到其表面。據信，這種物質來源於圍繞該天體的氣體盤。論文的作者表示，在那個圓盤內，他們發現了一顆行星的幽靈般的殘骸。
曼瑟說：“這就像一個較大天體被撕裂後留下的鐵核。”“地殼和地幔已經從這個天體上脫落。我們剩下的是這個鐵核在軌道上執行，它具有很高的內部強度，將其結合在一起，而不僅僅是重力。”
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這顆白矮星的三百萬公里寬的碎片盤在 15 年前首次被發現，使這顆恆星成為已知被圓盤包圍的不到 12 顆受汙染的白矮星之一。當一顆質量小於約 8 個太陽質量的恆星耗盡其氫燃料時，它會噴射出外層，在此過程中吞噬任何近距離行星。據認為，其中一些世界可能會被撕裂，之後它們被撕碎的殘骸會聚集到這樣的圓盤中。儘管迄今為止已發現了 4,000 多顆系外行星，但科學家們此前只看到過一次這種過程的確鑿證據：白矮星 WD 1145+017 周圍圓盤中的行星殘骸，該殘骸在 2015 年被 密切研究。
那些行星殘骸圍繞 WD 1145+017 執行的週期為 4.5 小時，而環繞 SDSS J1228+1040 執行的重金屬核心完成一次公轉的時間不到前者的一半。這項新研究的作者分別在 2017 年 4 月和 2018 年 4 月和 5 月的兩個獨立觀測期內，使用加那利群島上的 10.4 米 Gran Telescopio Canarias (GTC) 探測到了這顆恆星的緻密伴星。透過將白矮星發出的光分解成其組成波長——就像稜鏡將白光分解成彩虹一樣——該團隊探測到了圓盤，並記錄了其顏色變化，這些變化與其軌道運動相對應。
通常，這種方法用於長期觀察 SDSS J1228 等系統，但透過在幾個小時的過程中研究這顆白矮星，該團隊在圓盤內識別出了一團物質，該物質表現出完全屬於自己的偏移。偏移的強度表明其來源是一個直徑約 600 公里的固體物體——一個疑似行星核心，密度在每立方厘米 7.7 至 39 克之間，與地球核心中發現的純鐵相當。*奧地利科學院的盧卡·福薩蒂說：“這塊岩石的密度與我們認為行星核心的密度一致。”他沒有參與這篇論文。“這是一件大事。它基本上證實了我們的想法，即圍繞一些白矮星執行的這些塵埃和碎片盤是古代行星的遺骸。”
偏移還表明，這團物質在距離恆星僅 50 萬公里的軌道上執行——這是一個極近的距離，在這個距離上，較大、密度較低的物體會被白矮星強烈的引力場拉伸和撕裂。這種混亂的瓦解，在最極端的情況下，被天體物理學家稱為“義大利麵化”，是任何落入黑洞的東西的典型命運。但在白矮星周圍，引力沒有那麼極端，一個小的、緻密的重金屬行星核心可以倖存下來。“如果你有一個足夠小的物體，就更容易抵抗義大利麵化，”哈佛-史密森天體物理中心的安德魯·範德堡說，他也沒有參與這篇論文。“[研究人員]在這裡發現的是，這顆行星離它的恆星太近了，它一定是由材料強度結合在一起的。”
這個核心的特定軌道週期為 123 分鐘，這將創造行星天體繞恆星執行速度最快的新紀錄；之前的紀錄是系外行星 KOI 1843.03，它的軌道週期為 4.25 小時。這個奇異的系統也提供了一個獨一無二的科學機會來仔細研究系外行星的裸露核心，即使天文學家目前還沒有任何足夠大的望遠鏡來直接看到這個核心。
然而，也許類似的物體正在等待在其他白矮星周圍被發現。無論是單獨研究還是大量研究，這些重金屬世界都可能為我們自己的太陽系的未來提供可怕的預演，屆時我們太陽的燃料將在大約 50 億年後耗盡。英國萊斯特大學的莎拉·卡塞韋爾說：“這真的令人興奮，因為這有點像是白矮星行星系統中缺失的一塊。”她沒有參與這項研究。“我們知道大的東西可以倖存下來，我們也知道小的東西會被摧毀。這是一個相當大的岩石物體，它倖存了下來。”
*編者注（2019 年 4 月 9 日）：這句話在釋出後經過了編輯。它錯誤地給出了以克/立方米為單位的資料。