这颗巨行星在恒星死亡后幸存，韦伯望远镜揭示其机制
主打图片： [一颗巨行星围绕白矮星运行的艺术家想象图，行星在明亮的恒星残骸背景下呈现为暗色剪影；图片来源：NASA/ESA/STScI]
一颗在宿主恒星 violent 死亡中幸存下来的巨行星终于揭示了它的秘密。7月1日发表在《自然》杂志上的詹姆斯·韦伯太空望远镜观测结果显示，这颗木星级的世界如何经受住了恒星的红巨星阶段，并最终进入白矮星残骸附近极其紧密的轨道。
行星WD 1856 b围绕白矮星WD 1856+534运行，距离地球约80光年，位于天龙座。它于2020年由TESS和斯皮策望远镜首次发现，是迄今为止发现的第一颗围绕死亡恒星运行的凌星行星。但它如何到达那里仍然是一个谜。
火中锻造的行星
造就WD 1856的恒星曾经类似太阳，质量约为我们太阳的一半。当它在数十亿年前耗尽核燃料时，它膨胀成一颗红巨星，吞噬了内侧行星，然后脱落外层，坍缩成一颗地球大小的白矮星——原始恒星的暴露冷却核心。
WD 1856 b，一颗质量介于木星4到11倍之间的气态巨行星，以某种方式幸存了下来。如今，它仅在0.02天文单位（约300万公里）的距离上围绕白矮星运行，每34小时完成一次公转。在这个距离上，这颗行星几乎肯定不是在那里诞生的，因为任何如此靠近的行星都会在恒星膨胀时被摧毁。
出现了两种相互竞争的理论：要么这颗行星被红巨星吞噬并在恒星包层内幸存（共有包层演化），要么它在恒星死亡很久之后因与其他天体的引力相互作用而被推入内部。
韦伯望远镜终结争论
关键因素被证明是行星的温度。韦伯望远镜的NIRSpec仪器通过透射光谱测量了WD 1856 b的大气，检测到约7%丰度的甲烷以及乙烷和雾霾颗粒的痕迹——这是首次在白矮星凌星行星上探测到大气。
更重要的是，由圣安德鲁斯大学的Ryan MacDonald领导的团队测量了行星的内部温度在390到412开尔文之间（约126摄氏度），远高于白矮星辐射单独能解释的大约160开尔文。
通过模拟冷却曲线，团队确定该行星在白矮星寿命的30亿到55亿年间经历了一次再加热事件。”这些结果表明WD 1856 b经历了一次与迁移相关的再加热事件，”作者写道。这一时间排除了吞噬幸存的可能性，后者本应发生得更早。相反，该行星最初在更远的轨道上运行，通过与系统中两颗红矮星伴星的引力相互作用被推入内部，逐渐螺旋进入当前轨道。这次迁移产生的潮汐力加热了行星内部，产生了今天观测到的高温。
太阳系未来的窗口
WD 1856 b为我们自己的太阳系可能面临的未来提供了预览。大约50亿年后，太阳将变成一颗红巨星，吞噬水星、金星，可能还有地球。但在5.2天文单位轨道上运行的木星可能会幸存下来，在太阳变成白矮星后向内迁移，就像WD 1856 b那样。
这一发现也为宜居性研究开辟了新前沿。白矮星在数万亿年间持续释放余热，有可能支持在幸存并向内迁移的行星上存在生命。通过这次大气探测，天文学家证明此类世界的化学成分现已可供观测。
论文《白矮星行星大气中的气溶胶和碳氢化合物》发表在《自然》杂志上（DOI：10.1038/s41586-026-10514-7）。
婷 翻译