韦布望远镜观测到白矮星系外行星，窥见太阳系60亿年后命运

IT之家 7 月 5 日消息，韦布望远外行天文学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）成功观测到一颗环绕白矮星运行的镜观见太奇特气态巨行星。这颗距离地球约 80 光年的白矮系外行星，构成了一个“恒星死后行星依然存续”的星系星窥独特天体系统。这一发现为科学家提供了关键线索，阳系亿年运预示了太阳系约 60 亿年后的后命演化命运：届时，太阳核心氢燃料耗尽，韦布望远外行外层气体抛散，镜观见太最终坍缩为一颗余热未消的白矮白矮星残骸。

在太阳演化为白矮星之前，星系星窥它将先膨胀为红巨星，阳系亿年运半径扩大至目前的后命数十倍，进而吞噬包括地球在内的韦布望远外行所有岩质内行星。尽管外侧行星可能逃过被吞噬的镜观见太命运，但其自身形态将发生不可逆的白矮改变。本次研究的核心对象正是这样一颗白矮星，其周围环绕着一颗体型与木星相当的系外行星，编号为 WD 1856 b。

当 WD 1856 b 运行至其母星 WD 1856+534 前方时，会产生行星凌星现象。科研团队借助韦布望远镜对这一过程进行高精度观测，成功测定了该类木行星的质量、表面温度，并解析出其大气的化学组分。令人意外的是，WD 1856 b 的实际温度远高于理论预期，团队同时也厘清了该行星为何能存在于距离白矮星极近的轨道上。

来自苏格兰圣安德鲁斯大学的项目负责人瑞安·麦克唐纳（Ryan McDonough）指出：“以往望远镜观测多是回望宇宙过去；但这是人类首次得以窥见类太阳恒星消亡后，外侧行星可能迎来的命运。这如同搭乘时光机，提前眺望太阳系遥远的未来。利用韦布望远镜对死亡恒星周围行星的探索才刚刚起步，我们仍在持续搜寻更多环绕白矮星运行的行星。”

“我们的研究结果证明，恒星的消亡并非一切的终点 —— 部分行星在宿主恒星死亡后，还会迎来全新且活跃的演化阶段。”

IT之家注意到，该团队的研究论文已于七月周三发表在权威期刊《自然》（Nature）上。

发现历程与轨道异常

气态巨行星 WD 1856 b 最早于 2020 年由美国国家航空航天局（NASA）的两台设备联合发现：系外行星巡天卫星（TESS）与斯皮策空间望远镜。TESS 主要依靠探测行星凌星时遮挡恒星光线造成的微小亮度衰减来寻找系外行星。

这是人类有史以来发现的第一颗完整存活、近距离环绕白矮星的行星。WD 1856 b 最显著的特征在于其极端的轨道距离：其轨道半径仅为地球公转轨道的 2%，公转一周仅需 1.4 个地球日。

麦克唐纳表示：“这颗行星与众不同。它的体型与木星相仿，而它环绕的白矮星大小仅与地球相当，这意味着行星的体积是其恒星的七倍。”

轨道迁移机制解析

WD 1856 b 不可能从诞生起就处于如此近的轨道。如果它一直位于此处，在恒星膨胀为红巨星、抛散外层大气并转化为白矮星的阶段，它早已被彻底摧毁。

西北大学团队成员克里斯托弗·奥康纳（Christopher O'Connor）指出，核心疑问在于 WD 1856 b 是如何抵达当前轨道的，目前学界主要有两种假说：
1. 吞没假说：恒星濒死膨胀时曾将这颗行星吞入内部，行星侥幸存活下来。
2. 引力迁移假说：系统内其他天体的引力拉扯导致行星向内迁移。由于该白矮星隶属于一个三合星系统，外侧两颗伴星的引力干扰很可能是导致 WD 1856 b 轨道变化的原因。

温度线索揭示演化历史

行星的温度成为区分上述两种迁移机制的关键线索。WD 1856 b 的表面温度高达 260 华氏度（127 摄氏度）。若仅依靠当前白矮星的光照供热，其温度本应比现在低 240 华氏度。

仅靠白矮星的辐射无法将行星加热至这一水平。科研团队据此推断，这份高温是此前受热留下的残余热量，来源可能是曾被红巨星包裹烘烤，或是在向内迁移过程中产生的热量。团队测得该行星质量为木星的 4 至 11 倍，并据此建模推演了其数十亿年间的冷却过程。

麦克唐纳及其团队判定，WD 1856 b 大约在 30 亿至 55 亿年前经历过剧烈升温，而其宿主恒星转化为白矮星的时间比这更早。这意味着，在恒星演化成毁灭性红巨星的阶段，这颗行星并未被吞噬，而是在恒星变成白矮星之后，才向内迁移至如今的近轨道。

奥康纳解释道：“行星向内迁移时，白矮星强大的引力持续作用使其大幅升温，从那之后它便一直在缓慢冷却。”

对太阳系未来的启示

这项研究预示，当太阳走完红巨星阶段、内太阳系彻底毁灭后，木星或许也会发生向内迁移，靠近太阳。该成果同时印证了詹姆斯·韦布空间望远镜强大的观测能力：这台耗资百亿美元的空间设备，仍在不断捕捉其他仪器无法观测到的宇宙现象。

康奈尔大学团队成员维多利亚·伯姆（Victoria Borm）表示：“和韦布望远镜平时观测的普通恒星相比，WD 1856 这类白矮星亮度极其微弱。”

“观测难度还不止于此：这颗行星每次凌星仅持续 8 分钟，转瞬即逝，稍有疏忽就会错过。只有韦布望远镜，既能快速捕捉完整的凌星过程，又能收集足够光线解析 WD 1856 的光谱。”

(责任编辑：时尚)