SDSS J1228+1040b(白矮星伴星)
· 描述:一个拥有气体盘的白矮星的潜在伴星
· 身份:可能围绕白矮星SDSS J1228+1040运行的行星或褐矮星,距离地球约460光年
· 关键事实:其存在由白矮星周围的碎片盘结构暗示,可能是一个被撕裂的行星残骸。
第1篇幅:460光年的“宇宙碎屑盘”——SDSS J1228+1040b的撕裂残骸之谜
陈默的指尖在全息屏上悬停,后发座那片稀疏的星区里,SDSS J1228+1040的光点像粒被遗忘的煤灰,在460光年外的黑暗中黯淡闪烁。2078年深秋的贵州平塘天文台,FAST射电望远镜的银色反射面倒映着山雾,他却觉得喉头发紧——屏幕上,这颗白矮星周围的碎片盘红外图像,正像团被揉皱的纸团,在他眼前勾勒出宇宙最残酷的“引力拔河”现场。
“陈老师!ALMA的毫米波数据回来了!”实习生小林举着热姜茶冲进来,杯壁上的水汽在空调冷风里凝成白雾,“碎片盘内侧有个‘缺口’!直径刚好能塞下一颗火星——像被谁用勺子挖走了块馅料!”
陈默凑过去,老花镜滑到鼻尖。三年前他还是副教授时,在《皇家天文学会月刊》上第一次读到“SDSS J1228+1040”这个名字,只当是“白矮星碎片盘”名录里又一个寻常案例。谁能想到,这颗距离地球460光年的“熄灭煤球”,会用近十年的观测史,从“死亡恒星的残骸”变成人类窥探“行星末日”的窗口?此刻,詹姆斯·韦伯望远镜的近红外相机正穿透星际尘埃,将这颗“碎屑盘”的每一粒“面包屑”都照得透亮,而团队的“白矮星行星残骸计划”,也已从“确认盘结构”深入到“寻找撕裂者的踪迹”。
一、平塘的“星空垃圾场”:白矮星与它的“碎屑遗产”
要讲SDSS J1228+1040b的故事,得先认识它的“宿主”——一颗白矮星。简单说,白矮星是恒星死亡后的“尸体”:像太阳这样的中等质量恒星,燃料耗尽后会膨胀成红巨星,外层气体被吹散,只剩核心坍缩成高密度残骸(体积和地球差不多,质量却和太阳相当),像颗烧尽的煤球,表面温度虽高(约1万℃),却再也发不出持续的光。
“460光年是什么概念?”小林在科普讲座上摊开手掌,“光从那里出发时,明朝正德皇帝刚登基,人类还在用马车运货——我们现在看到的SDSS J1228+1040,是它4亿年前的模样,那时恐龙刚在地球上灭绝不久。”
这颗白矮星的特别之处,在于它周围有个“碎屑盘”。2010年,斯皮策太空望远镜首次观测到它:盘内全是岩石、金属和冰的碎片(直径从微米到公里不等),像宇宙餐桌掉落的面包屑,围绕着“煤球”旋转。团队用十年时间分析数据,发现这个盘很“年轻”(形成于100万年前),且结构异常——内侧有个直径5000万公里(火星轨道大小)的缺口,缺口边缘还有“螺旋纹”(像水波扩散的痕迹)。
“这哪是‘碎屑盘’,分明是‘犯罪现场’,”陈默在组会上敲着白板,“缺口和螺旋纹说明,盘里有东西在‘拉扯’碎片——就像有人用绳子拽地毯,边缘会起皱。我们怀疑,是个‘隐藏的舞者’在绕白矮星转,它的引力把盘‘撕’出了缺口。”
二、ALMA的“毫米波放大镜”:看见“看不见的舞者”
确认“舞者”存在的关键,是ALMA望远镜的“毫米波高分辨率观测”。2023年,团队用这台“宇宙放大镜”(由66台射电望远镜组成),首次看清了碎屑盘的细节:缺口内侧的碎片密度比外侧高3倍,像被“吸尘器”吸过;螺旋纹的间距对应一个“扰动源”的轨道周期——12小时(绕白矮星一圈的时间)。
“12小时转一圈?”小林瞪大眼睛,“相当于白矮星的一天只有12小时,比地球快2倍!这个‘舞者’离白矮星很近,引力才这么强。”
团队用“引力扰动模型”反推“舞者”的参数:质量约10倍地球(介于行星和褐矮星之间),轨道半径1500万公里(水星到太阳距离的1/3),表面温度2000℃(像块烧红的铁)。“它可能是颗行星,被白矮星的引力‘撕’成了残骸,或者本身就是颗‘死行星’(褐矮星),在盘里‘游荡’,”陈默解释,“我们叫它SDSS J1228+1040b,昵称‘碎屑舞者’。”
更震撼的是“撕裂的证据”。韦伯望远镜的红外光谱显示,缺口处的碎片含大量铁和镍(地球核心的成分),却没有水冰(冰会在高温下蒸发)。“这说明碎片来自一颗‘岩石行星’的核心,”小林指着光谱图,“白矮星的潮汐力(像宇宙的拔河)把行星‘撕碎’了:外层气体被吹走,岩石核心被扯成碎片,形成了这个盘——‘碎屑舞者’可能就是行星的残骸,或者是撕碎行星的‘凶手’。”
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