2019 年 12 月 10 日

當太陽系數十億年後走向滅亡，是否有某幾顆行星能在太陽爆炸後倖存？最近科學家首度發現巨行星繞著死星白矮星運轉的證據，也許很久以後，這就是距離太陽最遠的海王星命運。最重要的：科學家發現這顆巨行星活得很好。

根據恆星演化理論，所有恆星都誕生於宇宙氣體塵埃雲（也就是星雲或分子雲），大部分在數百萬年內從原恆星成長為主序帶穩定的恆星。質量越大的恆星壽命越短，至於跟太陽差不多質量的恆星約可存活百億年，之後膨脹成紅巨星，然後因耗盡燃料而坍縮成跟地球差不多大小的緻密白矮星。

過去 20 年來，科學家越來越相信就算生前經歷劇烈爆炸的白矮星已是死星，周圍仍可能有原系統的巨行星倖免於難，繼續繞著白矮星運轉，只是科學家雖然找到過類地行星圍繞白矮星的系統，卻一直找不到巨行星圍繞白矮星的證據。

最近，由英國華威大學與美國瓦爾帕萊索大學天文學家領導的團隊，終於首度發現有巨行星圍繞白矮星公轉的數據。

利用史隆數位巡天（ Sloan Digital Sky Survey ， SDSS ）計畫調查 1 萬顆白矮星的數據，研究人員先挖出這顆距離地球約 2,000 光年的白矮星 WD J091405.30 + 191412.25 （簡稱 WD J0914 + 1914 ），並檢測到氫、氧、硫等物質。

研究主要作者、英國華威大學天文學家 Boris Gaensicke 指出，剛開始基於氫成分認為這是個單純的聯星系統，然而對白矮星系統來說，排放氫、氧、硫元素很不尋常，於是他們進一步利用甚大望遠鏡（ VLT ）分析恆星周圍的元素，確認其中一顆天體是白矮星，而氫、氧、硫等元素，其實來自白矮星周圍延伸達太陽半徑 10 倍的吸積盤。

由於氫、氧、硫與太陽系的冰巨行星天王星、海王星組成成分相似，研究人員對此表示，該系統可能有顆類海王星的巨行星近距離圍繞白矮星繞旋，每 10 天公轉一圈，由於白矮星溫度高達 28,000℃，導致這顆巨行星大氣層被白矮星以驚人的速度蒸發（每秒蒸發 3,300 噸物質），剝離的氣體變成白矮星周圍的氣體盤。

但這顆巨行星會消失嗎？不用擔心，白矮星自身溫度會持續冷卻，大約 3.5 億年後就冷到無法再蒸發巨行星大氣層，而巨行星依然會活得很好，估計只損失約木星 0.002% 質量。

包括我們的太陽系，一個恆星系統可能包含類地行星、氣態巨行星、冰巨行星等行星，隨著恆星膨脹成紅巨星（見下方影片）、最終留下內核白矮星，我們不知道太陽系有哪些行星能活下來，甚至維持原狀，這項研究能讓我們思考太陽系遙遠未來的景象。

科學家表示，可能還有很多較冷的白矮星也依然帶有巨行星，只是缺乏大量高能光子蒸發行星，因此我們無法利用相同方法找到它們，不過建設中的大型綜合巡天望遠鏡（ Large Synoptic Survey Telescope ， LSST ）或許有其他辦法可以檢測。

新論文發表在《自然》（ Nature ）期刊。

▲ 太陽 50 億年後變為紅巨星，直逼地球的過程模擬。

• White dwarf star covering itself with the atmosphere of a hot Neptune
• Astronomers discover a giant planet orbiting around a tiny, dying star
• Planet four times the size of its star discovered
• Evidence of an Alien Planet Spotted Around a White Dwarf, a Cosmic First

（首圖來源：歐洲南方天文台）

原文網址：https://technews.tw/2019/12/10/giant-planet-white-dwarf-lsst-wd-j0914-1914/