在太阳系外的岩石行星遗体中发现的水

艺术家的印象是岩石和水丰富的小行星被白矮星GD 61的强大引力撕裂了。太阳系中的类似物体很可能向地球输送了大量的水，并代表了地球行星的组成部分。图片版权Mark A. Garlick，space-art.co.uk，沃里克大学和剑桥大学。

科学家使用哈勃太空望远镜和W. M.凯克天文台的大型望远镜，发现了太阳系外富含水的岩石行星体的第一个证据。

天体物理学家已经找到了太阳系外富含水的岩石行星体的第一个证据，该行星体的破碎残骸绕白矮星运行。

沃里克大学和剑桥大学的科学家进行的一项新研究发表在《科学》杂志上，分析了白矮星GD61 170光年以外的尘埃和碎片。

利用哈勃太空望远镜和WM凯克天文台的大型望远镜获得的观测结果，他们发现了过量的氧气-一种化学特征，表明碎片曾经是一个较大的物体的一部分，该物体最初按质量计为26％的水组成。相比之下，水仅占地球质量的0.023％。

先前曾在气体巨人的大气层中发现过太阳系以外的水的证据，但这项研究标志着它是首次在岩石体中被查明，这使它对我们对宜居行星的形成和演化的理解引起了极大兴趣。和生活。

从我们自己的太阳系中我们知道，矮行星谷神星包含埋在地壳下的冰，研究人员在两个天体之间画出了一条平行线。科学家认为，谷神星这样的身体是我们地球上大量水的来源。

研究人员认为，在白矮星GD 61周围检测到的水很可能来自直径至少90 km但可能更大的小行星，该行星曾经绕过母恒星绕行，直到成为白矮星。

像谷神星一样，水最有可能以行星表面以下的冰的形式出现。根据在白矮星外层中检测到的岩石和水的数量，研究人员估计被破坏的行星体的直径至少为90km。

但是，由于他们的观察只能检测到最近历史中所积聚的物质，因此对其质量的估计是保守的。

该天体可能与维斯塔（Vesta）一样大，维斯塔是太阳系中最大的小行星。GD 61前世是一颗比我们的太阳大一点的恒星，并且拥有行星系统。

大约2亿年前，GD 61进入了死亡的喉咙，变成了白矮星，但其行星系统的一部分得以幸存。富含水的小行星被撞出其正常轨道，并陷入非常紧密的轨道，在那颗恒星的引力作用下被粉碎。研究人员认为，破坏小行星的轨道需要一个迄今尚未见到的，更大的围绕白矮星的行星。

华威大学物理系教授鲍里斯·甘西克（BorisGänsicke）教授说：“在它存在的这个阶段，这个多岩石的物体所剩下的仅仅是尘埃和碎屑，它们被拉入了它垂死的母星的轨道。

“然而，这个行星墓地围绕其母恒星的余烬旋转，是有关其前世的丰富信息来源。

“在这些残余物中存在化学线索，这些化学线索指出了以前作为富水陆生生物的存在。

“这两种成分-岩石表面和水-是在我们的太阳系外寻找可居住行星的关键，因此第一次在我们的太阳系外找到它们很令人兴奋。”

剑桥天文研究所的主要作者杰伊·法里希（Jay Farihi）说：“在大型小行星中发现水，意味着可居住行星的构造块存在于GD 61系统中，甚至可能仍然存在，并且可能还存在大量类似的母恒星。

“这些富含水的积木，以及它们建造的陆地行星，实际上可能很常见–系统无法创造出像小行星一样大的物体并避免建造行星，而GD 61具有向其表面输送大量水的成分，法里希说。

“我们的结果表明，在这个系外行星系统中肯定存在可居住行星的潜力。”

为了进行分析，研究人员在白矮星GD 61的哈勃太空望远镜上使用了Cosmic Origins光谱仪获得的紫外光谱数据。由于地球大气层阻挡紫外线，因此只能从太空进行此类研究。W. M. Keck天文台的两个10m望远镜都在夏威夷的莫纳克亚山的山顶上获得了额外的观测结果。

哈勃和凯克的数据使研究人员能够识别污染白矮星外层的不同化学元素。利用由基尔大学的Detlev Koester开发的复杂的白矮星大气计算机模型，他们可以推断出切碎的小行星的化学成分。

迄今为止，已经观测到了12颗环绕着白矮星的被摧毁的系外行星，但这是首次发现水的签名。

出版物：J. Farihi等人，“破裂的太阳系外小行星岩石碎片中水的证据”，《科学》，2013年10月11日：卷342号6155页，第218-220页； DOI：10.1126 / science.1239447

图像：沃里克大学和剑桥大学的马克·A·加里克（Mark A.Garlick），space-art.co.uk