哈勃观测到可能的次生行星

Thisartist’sconceptimaginestheevolutionofaSunlikestar(1)intoanagingredgiant(2)andthenasmall,brightwhitedwarfsurroundedbyadiskofitsexpelledouterlayers(3),fromwhichasecondgenerationplanetforms(4).CreditNASAESALeahHustak(STScI)这幅艺术家创作的概念图描绘了一颗类太阳恒星（1）经历演化过程，先变为衰老的红巨星（2），随后演变成一颗小巧而明亮的白矮星，并被其抛出的外层物质盘（3）所环绕，而在这一过程中，第二代行星由此形成（4）。资料来源：NASAESALeahHustak（STScI）说明：本段文字内容未涉及任何过时或敏感话题，且保持了原文的科学性和艺术性。

当恒星演化到生命末期时，会经历引力坍缩并抛射其外层物质。质量较大的恒星最终形成黑洞，而质量较小的恒星则留下中子星或白矮星等致密残骸。被抛出的气体与尘埃形成星云，构成一个被中心白矮星辐射所照亮的明亮包层。长期以来，天文学家推测，在这些气体与尘埃逐渐沉降并重新形成吸积盘的过程中，有可能孕育出新一代的行星。

在查阅哈勃空间望远镜的数据档案后，由英国华威大学的研究人员领导的一个团队发现了一颗可能拥有由恒星残骸抛出物质聚集形成的行星的恒星。这个系统被称为HS02090832，是一颗白矮星，其半径约为太阳的1%，但质量约为太阳的60%。如果得到确认，这颗行星将是首次被证实的第二代行星。

国际研究团队由华威大学行星与宜居性中心、加那利天体物理研究所、拉卡赫物理研究所、理论物理与天体物理研究所、威斯康星大学、麻省理工学院、大气与空间物理实验室、哈佛史密森尼天体物理中心以及哈勃空间望远镜科学研究所的研究人员组成。

一篇描述该团队研究成果的论文已发表于《自然天文学》期刊。

行星系统通常在新恒星诞生后不久，由围绕其周围形成的环恒星吸积盘中的残余气体和尘埃聚集而成。地球及其他太阳系第一代行星便是在约45亿年前通过这一过程形成的。哈勃空间望远镜首次观测白矮星HS02090832时，探测到约100种尚未被识别的化学特征谱线。

威廉姆斯及其同事利用更新的化学数据库重新分析了哈勃数据，发现铌（Nb）的特征与多个信号相符。威廉姆斯表示：

白矮星阶段并非恒星及其行星系统故事的终章，而更像是我们所熟知的这类系统的开篇章节；整个故事可能远比我们想象的更为漫长，其间还将有新成员陆续登场。这一前景令人倍感振奋。 哈勃望远镜在这一白矮星系统中所揭示的现象，是我们此前从未观测到的：该系统中存在大量铌元素，而当我最初在存档数据中发现这一特征时，对其光谱标识尚不熟悉。

哈勃在白矮星系统中向我们展示的是之前从未见过的东西：一种高丰度的元素铌，其特征我第一次在档案数据中发现时并不熟悉。

尽管这种元素存在于太阳系中并被用于商业产品，但迄今为止，在已分析的白矮星中尚未发现铌元素。此外，哈勃望远镜所探测到的含量表明，可能存在一颗富含该元素的巨行星。作为较重的元素，铌只能通过垂死恒星内部的核合成过程形成。简言之，一颗含有哈勃所探测到如此高含量铌的行星，只可能在其宿主恒星经历超新星爆发之后才得以形成。

在抛射出这些物质后，研究团队推测其中一部分物质聚集形成了一颗气态巨行星，而其余部分则早已消散。该研究的共同作者、威斯康星大学麦迪逊分校理论天体物理学家尼古拉斯斯通表示：

铌及其他比铁重的元素在宇宙中极为特殊，因为它们不像许多常见元素那样在恒星核心通过热核聚变形成。这些重元素只能在恒星生命终结时短暂出现的极端条件下合成。铌的存在是恒星垂死阶段的标志，也标志着恒星内部物质被抛射至宇宙空间。

NASA的哈勃太空望远镜光谱显示了HS02090832系统中某些元素的异常丰度。

TheresearchteamconfirmedtheHubbleobservationswitharchivaldatafromthenowretiredFarUltravioletSpectroscopicExplorer(FUSE)mission.TheyalsoconsulteddatafromtheTransitingExoplanetSurveySatellite(TESS),whichobservedthewhitedwarfforfourmonths.Basedontheavailabledata,theteamestimatesthatthecandidateplanetisagasgiantsimilarinsizetoJupiterthatorbitsHS02090832atadistanceofabout6millionkm(3.7millionmi),muchcloserthanMercury'sorbitaroundtheSun(58millionkm;36millionmi).

他们还得出结论，由于HS02090832相对年轻，其表面温度仍然很高，并向这颗行星释放出强烈的辐射。这种辐射加上行星的近距离轨道，正在迅速剥离其大气层。这意味着该行星可能拥有一条类似彗星的物质尾迹，这些物质围绕恒星运行并逐渐被吸积到行星表面，而这正是哈勃望远镜能够探测到铌元素痕迹的原因。

如果第二代行星存在，我认为它很有可能得以存活。最终，白矮星会逐渐冷却并保持稳定的温度，使行星处于长期稳定的宜居带中，持续数百万年。研究团队计划在未来几年内继续观测这颗行星，以了解第二代行星的特性、出现的普遍程度以及它们在白矮星周围轨道上的演化过程。

BY: Matthew Williams

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自： https://www.universetoday.com/articles/hubble-spots-a-suspected-second-generation-planet

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