哈勃望远镜揭示白矮星“吞噬”类冥王星冰冻世界的残骸

天文学家利用哈勃太空望远镜，发现了一颗远离太阳系的白矮星正在吞噬一个冰冻、富含水分的类冥王星世界的残骸。这一“宇宙犯罪现场”不仅揭示了行星碎片的戏剧性命运，还进一步证明了生命所需的基础元素广泛分布在银河系中。

团队在一颗白矮星WD 1647+375表面检测到了冰冻的、富含水分的行星碎片的独特化学指纹。类似于太阳系的彗星和小型星体，这些冰冻的天体曾为地球带来水分。虽然这些冰冻天体极易消失且微弱，需借助化学分析才能在太阳系外发现，但科学家们还是成功捕捉到了其痕迹。

该研究发表于《皇家天文学会月报》，由华威大学、欧洲和美国的天文学家共同完成。研究表明，具备向其他行星系统输送水和生命要素能力的冰冻、易挥发天体在太阳系外确实存在。他们利用哈勃太空望远镜的紫外线光谱分析了多颗恒星的化学组成，在WD 1647+375的表面首次检测到其含有易挥发元素，包括碳、氮、硫和氧，而通常白矮星大气主要由氢和氦构成。

华威大学物理系研究员Snehalata Sahu介绍道：“白矮星常显示出钙、铁等金属元素的吸积迹象，这些物质来自被恒星撕碎吸收的行星和小型星体。对这些吸积物质的化学研究让我们了解太阳系以外的小型星体是如何构成的。白矮星就像宇宙犯罪现场，行星碎片坠入恒星后留下化学指纹，让我们得以还原‘遇害者’的身份。”但能检测到富含挥发物的碎片案例极为罕见，大多数以岩石类碎片为主。

在此次紫外线光谱分析中，一种关键挥发元素——氮的含量高达吸积物质总量的约5%，这是迄今为止在白矮星碎片中发现的最高氮丰度。同时，WD 1647+375的大气中氧元素的“摄入量”比岩石类小天体理论值高出84%，表明吸收的是冰冻天体。数据还显示，这些碎片已持续为恒星提供物质至少13年，速率达每秒20万吨（约一头蓝鲸的重量）。这意味着被吞噬的冰冻体直径至少3公里，相当于彗星大小，而真正体积可能高达50公里、重量达千万亿公斤。

综合数据显示，这是一颗富含水（64%）、类似哈雷彗星或类冥王星的碎片被恒星吞没。

论文作者Boris T. Gänsicke表示：“WD 1647+375上的挥发物成分让它非常像太阳系中位于柯伊伯带的天体——这些冰冻天体分布在冥王星轨道之外。我们认为被白矮星吸收的是类冥王星的小型碎片，依据其富氮、巨大质量及高冰含量（‘冰岩比’达2.5倍）推测，可能来自冥王星类天体的地壳或地幔部分。”

这也是首次明确发现富氢大气的白矮星纯粹吞噬冰冻天体。尚不确定该天体最初诞生于这颗恒星的行星系统，还是来自星际空间被捕获。不论起源如何，研究证实在太阳系外确实存在富含冰和挥发物的天体。

本研究还凸显了紫外线光谱分析在探索此类罕见、富含挥发物天体组成方面的独特价值。紫外线是识别碳、硫、氧，特别是氮等元素的唯一方法，是未来搜寻其他恒星生命基础元素的关键工具。

编译自/ScitechDaily