IT之家 7 月 5 日消息，天文學家借助詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡（JWST），觀測到一顆奇特的氣態(tài)巨行星系外行星，它環(huán)繞一顆距離地球約 80 光年的死亡恒星 —— 白矮星運行。這套“恒星死后仍有行星存續(xù)”的天體系統(tǒng)，為科學家預示了太陽系約 60 億年后的模樣：屆時太陽核心的氫燃料將徹底耗盡，拋散外層氣體，最終只留下一顆余熱未消的白矮星恒星殘骸。

在太陽演化到這一最終階段前，它會先膨脹為紅巨星，半徑擴張至原本的數(shù)十倍，吞噬包括地球在內(nèi)的所有巖質(zhì)內(nèi)行星；不過外側(cè)行星雖能逃過被吞噬的命運，自身形態(tài)卻會發(fā)生不可逆的改變。本次研究的核心天體正是一顆白矮星，其周圍就環(huán)繞著一顆和木星體型相當?shù)南低庑行牵幪枮?WD 1856 b。

每當 WD 1856 b 運行至母白矮星 WD 1856+534 前方時，就會發(fā)生行星凌星現(xiàn)象。科研團隊利用韋布望遠鏡觀測這些凌星過程，成功測出這顆類木行星的質(zhì)量、表面溫度，還解析出了它大氣的化學組分。令眾人意外的是，WD 1856 b 的實際溫度遠高于理論預期；團隊同時也厘清了這顆行星為何會運行在距離白矮星極近的軌道上。

來自蘇格蘭圣安德魯斯大學的項目負責人瑞安 · 麥克唐納在一份聲明中表示：“以往我們用望遠鏡觀測，都是回望宇宙過去；但這是人類首次得以窺見類太陽恒星消亡后，外側(cè)行星可能迎來的命運。這就好比搭乘時光機，提前眺望太陽系遙遠的未來。本次利用韋布望遠鏡開展死亡恒星行星觀測的探索才剛剛起步，我們?nèi)栽诔掷m(xù)搜尋更多環(huán)繞白矮星運行的行星。”

“我們的研究結(jié)果證明，恒星的消亡并非一切的終點 —— 部分行星在宿主恒星死亡后，還會迎來全新且活躍的演化階段。”

IT之家注意到，該團隊的研究論文于七月周三發(fā)表在《自然》期刊上。

這顆氣態(tài)巨行星 WD 1856 b 最早于 2020 年由美國國家航空航天局的兩臺設(shè)備發(fā)現(xiàn)：系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）與斯皮策空間望遠鏡。TESS 依靠行星凌星時遮擋恒星光線造成的微小亮度衰減，來探測系外行星。

這是人類有史以來發(fā)現(xiàn)的第一顆完整存活、近距離環(huán)繞白矮星的行星。WD 1856 b 最反常的一點，就是它與白矮星宿主的軌道距離極近：軌道半徑僅為地球公轉(zhuǎn)軌道的 2%，公轉(zhuǎn)一周只需要 1.4 個地球日。

麥克唐納說：“這顆行星實在與眾不同。它體型和木星相仿，而它環(huán)繞的白矮星卻只有地球大小，也就是說這顆行星的體積是其恒星的七倍。”

這顆行星不可能從誕生起就處在如此近的軌道上。倘若它一直離恒星這么近，在恒星膨脹為紅巨星、拋散外層大氣并轉(zhuǎn)化為白矮星的階段，它早就被徹底摧毀了。

西北大學的團隊成員克里斯托弗 · 奧康納表示：“核心疑問在于 WD 1856 b 是如何抵達當前軌道的，目前學界有兩種主流假說。第一種：恒星瀕死膨脹時曾將這顆行星吞入內(nèi)部，行星僥幸存活下來；第二種：系統(tǒng)內(nèi)其他天體的引力拉扯，讓行星向內(nèi)遷移。這顆白矮星隸屬于一個三合星系統(tǒng)，外側(cè)兩顆伴星很可能干擾了 WD 1856 b 的軌道。”

行星的溫度成為區(qū)分兩種遷移機制的關(guān)鍵線索：WD 1856 b 表面溫度達 260 華氏度（127 攝氏度），若僅依靠白矮星的光照供熱，它的溫度本該比現(xiàn)在低 240 華氏度。

僅靠白矮星的輻射，根本無法將行星加熱至這一溫度。科研團隊據(jù)此推斷，這份高溫一定是此前受熱留下的殘余熱量，要么是曾被紅巨星包裹烘烤，要么是向內(nèi)遷移過程中產(chǎn)生的熱量。團隊測出該行星質(zhì)量為木星的 4 至 11 倍，以此建模推演了它數(shù)十億年間的冷卻過程。

麥克唐納及其團隊判定，WD 1856 b 大約在 30 億至 55 億年前經(jīng)歷過劇烈升溫；而它的宿主恒星轉(zhuǎn)化為白矮星的時間比這更早。這意味著，在恒星演化成毀滅性紅巨星的階段，這顆行星并未被吞噬，是在恒星變成白矮星之后，才向內(nèi)遷移至如今的近軌道。

奧康納解釋道：“行星向內(nèi)遷移時，白矮星強大的引力會持續(xù)作用，使其大幅升溫，從那之后它便一直在緩慢冷卻。”

這項研究預示，當太陽走完紅巨星階段、內(nèi)太陽系徹底毀滅后，木星或許也會向內(nèi)遷移，靠近太陽。該成果同時印證了詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡超強的觀測能力：這臺耗資百億美元的空間設(shè)備，仍在不斷捕捉其他儀器無法觀測到的宇宙現(xiàn)象。

康奈爾大學的團隊成員維多利亞 · 伯姆表示：“和韋布望遠鏡平時觀測的普通恒星相比，WD 1856 這類白矮星亮度極其微弱。”

“觀測難度還不止于此：這顆行星每次凌星僅持續(xù) 8 分鐘，轉(zhuǎn)瞬即逝，稍有疏忽就會錯過。只有韋布望遠鏡，既能快速捕捉完整凌星過程，又能收集足夠光線解析 WD 1856 的光譜。”