美国国家航空航天局发现的第一个可能的“幸存者”行星是恒星煤渣旁边

WD 1856 b，这是一个潜在的木星大小的行星，每36小时绕其昏暗的白矮星绕一周，约大7倍。

导致恒星死亡的暴力事件可能会驱走所有行星。新发现的木星大小的天体可能在恒星死亡后很久就到达了。

一个国际天文学家团队使用美国宇航局的超地球系外行星调查卫星（TESS）和退休的斯必哲太空望远镜观测到了什么，这可能是第一个完整的行星，它紧紧围绕着白矮星运行，白矮星是稠密的类似太阳的恒星的遗迹，仅比白矮星大40％地球。

木星大小的物体，称为WD 1856 b，大约是白矮星WD 1856 + 534的七倍。它每34个小时绕一次这个恒星煤渣，比水星绕太阳公转的速度快60倍以上。

一个巨大的星球如何在其父恒星转变为白矮星的剧烈过程中幸存下来？在发现木星大小的物体WD 1856 b之后，天文学家有了一些想法。

威斯康星大学麦迪逊分校的天文学助理教授安德鲁•范德堡说：“ WD 1856 b以某种方式非常接近其白矮星，并设法留在了一块。”“白矮星的形成过程摧毁了附近的行星，而后来变得太近的任何东西通常都会被恒星巨大的引力撕碎。关于WD 1856 b如何到达其当前位置而又没有遇到其中的命运，我们仍然有很多疑问。”

由范德堡（Vanderburg）领导并包括几位NASA共同作者的关于该系统的论文发表在2020年9月16日的《自然》（Nature）上。

TESS一次监视大片的天空，称为扇区。这种漫长的凝视使卫星能够捕捉到行星越过或越过恒星时引起的恒星亮度变化，从而找到系外行星或太阳系以外的世界。

卫星在北天龙座（Draco）大约80光年的距离内发现了WD 1856 b WD。它绕着一个凉爽，安静的白矮星绕行，该白矮星宽约11,000英里（18,000公里），可能长达100亿年之久，并且是三星级恒星系统的遥远成员。

当类似太阳的恒星用尽燃料时，其膨胀会膨胀至原始大小的数百至数千倍，从而形成一个凉爽的红色巨星。最终，它喷射出了气体的外层，损失了其质量的80％。剩下的热核变成白矮星。在此过程中，通常会吞没并焚烧任何附近的物体，在此系统中，其当前轨道中将包括WD 1856b。范德堡和他的同事们估计，可能的行星必须起源于距其当前位置至少50倍的距离。

“我们早就知道白矮星诞生后，遥远的小物体（如小行星和彗星）会向内飞向这些恒星。它们通常被白矮星的强大引力拉开，变成碎片盘。”合著者Siyi Xu说，他是夏威夷希洛国际双子座天文台的助理天文学家，这是美国国家科学基金会NOIRLab的一项计划。“这就是为什么当安德鲁告诉我有关此系统的消息时，我感到非常兴奋的原因。我们已经看到暗示行星也可能向内扩散，但这似乎是我们第一次看到使整个旅程保持原状的行星。”

该小组提出了几种方案，可能使WD 1856 b驶入白矮星周围的椭圆路径。随着恒星的引力拉伸该物体，随着时间的流逝，该轨迹将变得更圆，产生大量的潮汐以消散其轨道能量。

合著者，帕萨迪纳加州理工学院行星科学51位研究员Pegasi b研究员朱利叶特·贝克尔（Juliette Becker）说：“最有可能的情况是，其他几个木星大小的天体接近1856b WD的原始轨道。”“大物体的引力影响很容易导致您需要向内敲动行星的不稳定性。但是目前，我们仍然拥有比数据点更多的理论。”

其他可能的情况包括系统中另外两颗恒星，G229-20 A和B的红矮星，超过数十亿年的逐渐引力拖拉以及流氓扰乱系统的掠过。范德堡小组认为，这些解释和其他解释不太可能，因为它们需要经过微调的条件才能获得与潜在的巨大伴星行星相同的效果。

木星大小的物体可以占据很大的质量范围，从只有地球几倍的行星到质量只有地球质量数千倍的低质量恒星。其他的是褐矮星，它们跨越了行星和恒星之间的界线。通常，科学家会使用径向速度观测来测量物体的质量，这可以暗示物体的组成和性质。该方法通过研究轨道物体如何牵引其恒星并改变其光的颜色而起作用。但是在这种情况下，白矮星太旧了，以至于它的光线变得既微弱又无特色，以至于科学家无法察觉到明显的变化。

取而代之的是，在望远镜退役前几个月，该团队使用Spitzer在红外下观察了该系统。如果WD 1856 b是棕色矮星或低质量恒星，它将发出自己的红外光。这意味着Spitzer会记录比对象是行星的情况更明亮的过渡，这将阻止而不是发光。当研究人员将Spitzer数据与西班牙加那利群岛的Gran Telescopio Canarias进行的可见光传输观测进行比较时，他们发现没有明显的区别。结合恒星的年龄以及有关该系统的其他信息，他们得出结论，WD 1856 b极有可能是一颗不超过木星大小14倍的行星。未来的研究和观察也许能够证实这一结论。

找到可能围绕白矮星运行的世界促使合著者Lisa Kaltenegger，Vanderburg和其他人考虑了研究相似情况下的小岩石世界大气的意义。例如，假设一颗地球大小的行星位于WD 1856周围的轨道距离范围内，在其表面上可能存在水。研究人员利用模拟观测结果表明，即将通过观测五次转换而构成的美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜可以探测到假想世界中的水和二氧化碳。

由纽约伊萨卡市康奈尔大学的卡尔滕格格和赖安·麦克唐纳（Ryan MacDonald）领导的这些计算结果已发表在《天体物理学杂志快报》上，并可在线获得。

康奈尔大学卡尔·萨根研究所所长卡尔滕格格说：“更令人印象深刻的是，韦伯可以在多达25次的运输中检测到可能表明该世界有生物活性的气体组合。”“ WD 1856 b建议行星可以幸免于白矮星的混乱历史。在适当的条件下，这些世界所能维持的有利于生命的条件的寿命将长于对地球预测的时间尺度。现在，我们可以探索绕着这些死恒星核心运行的世界的许多新奇有趣的可能性。”

目前尚无证据表明系统中还有其他世界，但可能还有其他行星存在，尚未被发现。它们的轨道可能超过TESS观测一个扇区的时间，或者可能以不发生过渡的方式倾斜。白矮星也是如此小，以至于无法捕捉到距离系统更远的行星的过渡。

参考：安德鲁•范德堡（Andrew Vanderburg），索尔·A·拉帕波特（Saul A. Rappaport），徐思yi，伊恩·詹姆士·克罗斯菲尔德（Ian JM Crossfield），朱丽叶特·贝克尔（Juliette C. Becker），布鲁斯·加里（Bruce Gary），菲利佩·穆加斯（Felipe Murgas），西蒙·布劳恩（Thomas G. ，布雷特·M·莫里斯（Brett M.Morris），劳拉·克雷德贝格（Laura Kreidberg），瓦鲁扬·高坚（Varoujan Gorjian），卡罗琳·莫里（Andrew W.布朗，雷内·特隆斯加德，贝丝·克莱因，乔治·R·里克，罗兰·范德斯佩克，大卫·拉瑟姆，萨拉·西格，约书亚·温恩，乔恩·詹金斯，弗雷德·亚当斯，比约恩·本内克，大卫·贝拉多，拉斯·A。布哈维（Buchhave），道格拉斯·考德威尔（Douglas A.Caldwell），杰西·克里斯蒂安森（Jessie L.格雷罗（Guerrero），郭学英（Gingying Guo），恒安（Kheng Heng），安德里亚（Andreea I.Henriksen），切尔西（Chelsea X.） Farisa Morales，Norio Narita，Joshua Pepper，Mark E.Rose，Jeffrey C.Smith，Keivan G.Stassun和Liang Yu，2020年9月16日，自然。
10.1038 / s41586-020-2713-y

TESS是由麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥市领导和运营的一项NASA天体物理学探索者任务，由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心进行管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司，位于美国加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心，位于马萨诸塞州剑桥的哈佛-史密森天体物理学中心，麻省理工学院的林肯实验室以及位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全世界有十多所大学，研究所和天文台参加了这次任务。

美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室负责该机构位于华盛顿的科学任务部的斯皮策任务。科学界将继续通过Spitzer数据档案库对Spitzer科学数据进行分析，该档案库位于Caltech的红外处理和分析中心（IPAC）的红外科学档案中。在Caltech的Spitzer科学中心进行了科学操作。航天器的运作设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空公司。加州理工学院为NASA管理JPL。