当像我们的太阳这样的恒星到达其生命的终点时,它可以吞噬周围的行星和与其一起诞生的小行星。现在,利用位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(ESO'sVLT),研究人员首次发现了这一过程的独特特征——白矮星表面留下的疤痕。研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。

食人星上发现金属疤痕

“众所周知,一些白矮星——像我们的太阳一样的恒星的慢慢冷却的余烬——正在蚕食它们的行星系统的碎片。现在我们发现,恒星的磁场在这个过程中起着关键作用,导致在恒星表面留下疤痕。白矮星的表面,”英国北爱尔兰阿马天文台和天文馆的天文学家、该研究的主要作者斯特凡诺·巴格努洛(StefanoBagnulo)说道。

研究小组观察到的疤痕是印在白矮星WD0816-310表面的金属浓度,白矮星WD0816-310是一颗地球大小的恒星残骸,类似于我们的太阳,但稍大一些。

伦敦大学学院教授杰伊·法里希(JayFarihi)表示:“我们已经证明,这些金属源自与灶神星一样大或可能更大的行星碎片,灶神星直径约为500公里,是太阳系第二大小行星。”英国,该研究的合著者。

这些观测结果还提供了这颗恒星如何形成金属疤痕的线索。研究小组注意到,金属探测的强度随着恒星的旋转而变化,这表明金属集中在白矮星表面的特定区域,而不是平滑地分布在其上。

他们还发现这些变化与白矮星磁场的变化同步,表明这个金属疤痕位于其磁极之一。综合起来,这些线索表明磁场将金属集中到恒星上,形成了疤痕。此前,天文学家观测到大量被散布在恒星表面的金属污染的白矮星。已知这些行星或小行星起源于离恒星太近的破碎行星或小行星,其掠星轨道类似于太阳系中的彗星。

然而,对于WD0816-310,该团队确信蒸发的物质被电离并被白矮星的磁场引导到磁极。这个过程与地球和木星上极光的形成有相似之处。

“令人惊讶的是,这些物质并没有像理论预测的那样均匀地混合在恒星表面。相反,这个疤痕是行星物质的集中区域,由引导落入碎片的同一磁场固定到位,”说合著者约翰·兰德斯特里特(JohnLandstreet)是加拿大西部大学的教授,也隶属于阿马天文台和天文馆。“以前从未见过这样的事情。”

为了得出这些结论,研究小组在甚大望远镜上使用了一种名为FORS2的“瑞士军刀”仪器,该仪器使他们能够检测到金属疤痕并将其与恒星的磁场连接起来。

“欧洲南方天文台拥有观察白矮星等微弱天体和灵敏测量恒星磁场所需的独特能力组合,”巴格努洛说。在他们的研究中,研究小组还依靠VLTX-shooter仪器的档案数据来证实他们的发现。

利用此类观测的力量,天文学家可以揭示系外行星、绕太阳系外其他恒星运行的行星的主要组成。这项独特的研究还表明,即使在“死亡”之后,行星系统也能保持动态活跃。