第138章 WD 1145+017_可觀測Universe_笔趣阁阅读小说网 

第138章 WD 1145+017(2 / 2)

白矮星:恒星燃燒殆儘後坍縮形成的致密殘骸體積如地球,質量如太陽),表麵引力極強,能撕碎靠近的岩石天體如d1145+017)。

潮汐力:恒星對天體不同部位的引力差近側引力強,遠側引力弱),能將天體拉扯、撕裂如d1145+017撕碎行星碎片)。

光變曲線:記錄恒星亮度隨時間變化的曲線,d1145+017的鋸齒狀曲線反映碎片遮擋導致的亮度驟降。

岩石元素發射線:碎片被恒星加熱蒸發後,釋放鈣、鐵、矽等元素的氣體在光譜中形成的特征線,證明碎片存在。

洛希瓣:天體引力控製範圍的邊界,當行星進入白矮星的洛希瓣時,會被潮汐力撕碎如d1145+017的行星)。

d1145+017:570光年外的“行星碎紙機”第二篇幅·末日啟示)

夏威夷莫納克亞山的清晨,薄霧還未散儘,凱克望遠鏡的穹頂已緩緩打開。我捧著熱可可站在控製室窗邊,望著遠處雲海中若隱若現的峰頂——三年前初遇d1145+017時,它還是一條“鋸齒狀的傷疤”,如今卻成了團隊最熟悉的“老朋友”。屏幕上的光變曲線依舊每4.5小時“抽搐”一次,但這一次,我們捕捉到了更殘酷的細節:碎片不僅在被撕碎,還在彼此碰撞,像一場“宇宙車禍現場”。安德魯教授推門進來,鏡片上還沾著咖啡漬:“jst的新數據到了,碎片上有……有機分子。”

570光年外的室女座,這顆代號“d1145+017”的白矮星,在第一篇幅中向我們展示了它“撕碎行星”的殘酷手段;這一篇,則要潛入碎片的“末日細節”,看岩石如何在恒星引力下“粉身碎骨”,氣體如何編織“死亡塵埃環”,更要從這場“宇宙悲劇”中,讀懂恒星死亡對行星係統的終極影響——它不僅是一台“碎紙機”,更是宇宙“新陳代謝”的見證者,照見太陽係50億年後的命運。

一、碎片的“末日細節”:從“岩石球”到“宇宙塵埃”

如果說第一篇幅是“看見碎紙機”,這一篇則要“看清碎紙屑”。通過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡jst)的紅外成像和凱克望遠鏡的高分辨率光譜,團隊終於“觸摸”到了碎片的“質感”:它們不是冰冷的岩石塊,而是正在經曆“三重死亡”的宇宙殘骸——被引力撕扯、被高溫蒸發、被彼此碰撞。

1.撕扯:潮汐力的“宇宙之手”

d1145+017的表麵引力是地球的10萬倍,當它用這股力量“撫摸”碎片時,效果堪比“宇宙之手捏橡皮泥”。jst的近紅外相機拍攝到一組震撼圖像:一塊直徑50公裡的碎片類似小行星灶神星),在靠近恒星時距離僅8萬公裡),被拉成長條形長度100公裡,寬度10公裡),像一根被拉長的意大利麵。

“看這個‘腰部’的裂痕,”參與分析的博士生馬克指著圖像,“潮汐力在這裡超過了岩石的抗拉強度約100兆帕),碎片像掰斷的粉筆一樣裂開。”觀測數據顯示,最大的碎片正以每小時10噸的速度“流失物質”——相當於每秒鐘有3瓶礦泉水的岩石被撕下來,拋向恒星。

2.蒸發:恒星的“高溫烤箱”

d1145+017的表麵溫度約1萬c比煉鋼爐還熱),碎片靠近時,表麵岩石會直接升華固體變氣體)。哈勃太空望遠鏡的宇宙起源光譜儀s)捕捉到關鍵證據:碎片蒸發產生的氣體中,除了鈣、鐵、矽,還有水蒸氣和二氧化碳——這說明原始行星曾有大氣層,如今正被恒星“烤”成氣體。

“想象一塊濕木頭扔進火堆,”馬克比喻,“木頭先冒水蒸氣,再燒成灰——碎片就是這樣,表麵的冰和水先蒸發,然後是岩石。”團隊計算出,碎片每年蒸發的總質量相當於一座小山10億噸),這些氣體在恒星周圍形成“塵埃環”,厚度僅1000公裡類似土星環,但更稀薄)。

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3.碰撞:碎片間的“宇宙車禍”

最慘烈的是碎片彼此碰撞。凱克望遠鏡的光變曲線顯示,有時“亮度驟降”會持續數小時而非4.5小時的單個碎片遮擋),像“一群碎片疊羅漢”擋住星光。jst的紅外成像證實了這一點:數十塊碎片在軌道上“追逐”,偶爾發生碰撞,濺起直徑1公裡的“岩石彈片”。

“這像高速公路上的連環追尾,”安德魯教授模擬動畫,“碎片軌道速度每秒50公裡180萬公裡小時),碰撞時釋放的能量相當於原子彈爆炸——隻不過爆炸產物是更小的碎片和塵埃。”觀測到的最大碰撞發生在2023年5月,一塊碎片分裂成12塊,最小的隻有足球大小。

二、恒星的“變化”:從“沉默灰燼”到“活躍吞噬者”

d1145+017並非一直這麼“殘暴”。通過分析它的光譜變化,團隊發現:自10億年前坍縮成白矮星以來,它經曆了三個階段——從“沉默的灰燼”到“蘇醒的吞噬者”,再到如今的“穩定的碎紙機”。

1.第一階段10億1億年前):沉默的“灰燼核心”

剛形成的白矮星溫度極高10萬c),但體積太小地球大小),亮度僅為太陽的11000,像個“宇宙煤球”,默默冷卻。此時它的引力雖強,但周圍沒有靠近的行星碎片,因此“安靜”了9億年。

2.第二階段1億1000萬年前):蘇醒的“引力獵手”

1億年前,當d1145+017冷卻到表麵溫度1萬c時,一顆原本在較遠距離的岩石行星類似地球)因恒星死亡時的引力擾動,軌道逐漸衰減,進入了白矮星的“洛希瓣”引力控製範圍)。潮汐力開始撕碎行星,碎片如雨點般落入恒星,d1145+017從此“蘇醒”,成為“吞噬者”。

3.第三階段1000萬年前至今):穩定的“碎紙機”

如今,碎片軌道已穩定周期4.5小時),恒星的“吞噬”進入“流水線模式”:碎片每繞一圈被撕碎一部分,蒸發一部分,碰撞一部分。光譜分析顯示,恒星大氣中的岩石元素濃度鈣、鐵)比10億年前高了0.1——這相當於“吃掉”了一顆火星大小的行星。

三、與其他“碎紙機”的對比:宇宙中的“同類案件”

d1145+017並非宇宙中唯一的“行星碎紙機”。通過對比其他白矮星係統,團隊發現:約30的白矮星周圍存在岩石碎片,它們都是恒星死亡後“摧毀”行星係統的證據。

1.gd61:被“吃”掉的水行星

2013年發現的gd61白矮星,光譜中存在大量水蒸氣和氧元素,證明它曾吞噬一顆富含水的岩石行星類似木衛二)。碎片分析顯示,該行星含水量是地球的26,如今已全部蒸發成氣體,像“宇宙中的水煙”。

2.sdssj1228+1040:金屬“項鏈”纏繞的恒星

2020年發現的sdssj1228+1040白矮星,周圍有一條由鐵鎳金屬碎片組成的“項鏈”直徑20萬公裡),碎片直徑僅110公裡,像“宇宙中的鐵珠串”。觀測表明,這些碎片是被恒星潮汐力“磨”成的金屬粉,正緩慢墜入恒星。

3.d1856+534:罕見的“幸存者”

並非所有行星都會被摧毀。2020年發現的d1856+534白矮星,周圍有一顆木星大小的行星d1856+534b),軌道周期1.4天,卻未被撕碎。團隊推測:它可能原本是一顆距離恒星很遠的氣態巨行星,在恒星死亡時“向內遷移”,恰好避開了洛希瓣的撕裂範圍,成為“幸存者”。

四、觀測者的“新發現”:碎片上的“生命密碼”

2024年,jst的突破性發現讓團隊震驚:d1145+017的碎片光譜中,存在複雜的有機分子如甲醛、氰化氫)——這些是構成生命的基礎物質。

1.有機分子的“來源”

這些分子並非來自恒星,而是原始行星地殼中的“遺留物”。團隊推測,原始行星類似地球)形成時,通過彗星撞擊獲得了水和有機物,如今這些“生命種子”正隨著碎片蒸發,飄向宇宙。

2.“生命種子”的“傳播”

碎片蒸發產生的氣體和塵埃,會以每秒200公裡的速度向外擴散,形成“有機分子雲”。如果未來有其他恒星穿過這片雲,這些分子可能被“播種”到新的行星上,成為新生命的起點。

3.對太陽係的“啟示”

這一發現讓團隊聯想到太陽係的未來:50億年後,太陽變成白矮星時,地球也可能被撕碎,但地殼中的有機物如石油、煤炭)會蒸發成氣體,飄向宇宙。“或許宇宙中的生命,就是通過這樣的‘恒星葬禮’傳播的,”馬克感慨,“死亡孕育新生,毀滅帶來希望。”

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五、尾聲:當“碎紙機”照見太陽係的未來

淩晨四點,莫納克亞山的觀測結束。我關掉屏幕,窗外的d1145+017在星空中依然暗淡,但我的腦海裡已浮現出它的“末日全景”:岩石碎片被潮汐力拉成麵條,在高溫下蒸發成氣體,彼此碰撞濺起塵埃,有機分子飄向宇宙……570光年的距離,讓這場“宇宙悲劇”顯得既遙遠又觸目驚心——它像一麵鏡子,照見太陽未來的命運。

或許,50億年後,太陽耗儘燃料變成白矮星,也會像d1145+017一樣,將水星、金星、地球撕成碎片;或許,此刻正有某個外星文明,用望遠鏡對準d1145+017,像我們觀察它一樣,猜測他們的行星是否也在“末日舞蹈”。而我們,通過這顆“碎紙機”的4.5小時脈衝,不僅讀懂了恒星死亡的殘酷,更看到了宇宙“新陳代謝”的壯麗——所有恒星都會死去,所有行星係統都可能被摧毀,但死亡不是終點,而是新生命的起點。

說明

資料來源:本文核心數據來自詹姆斯·韋伯太空望遠鏡jst)紅外成像2024,gto團隊)、凱克望遠鏡.)、哈勃太空望遠鏡s觀測20222023,redfiedeta.)、gd61sdssj1228+1040對比研究20132020,fari.)。故事細節參考安德魯教授《白矮星行星係統毀滅十年研究》2024)、馬克博士論文《d1145+017碎片碰撞動力學》2023)、夏威夷莫納克亞天文台觀測日誌20212024)。

語術解釋:

潮汐力:恒星對天體不同部位的引力差近側引力強,遠側引力弱),能將天體拉扯、撕裂如d1145+017撕碎行星碎片)。

洛希瓣:天體引力控製範圍的邊界,當行星進入白矮星的洛希瓣時,會被潮汐力撕碎如d1145+017的原始行星)。

有機分子:構成生命的基礎物質如甲醛、氰化氫),d1145+017碎片上的有機分子證明原始行星曾有生命潛力。

塵埃環:碎片蒸發或碰撞產生的岩石塵埃圍繞恒星形成的環狀結構類似土星環,但更稀薄)。

恒星新陳代謝:恒星從誕生到死亡主序星→紅巨星→白矮星)過程中,對行星係統的重塑如d1145+017摧毀行星)。

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