天文學(xué)家利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆遠(yuǎn)離太陽系的白矮星正在吞噬一個(gè)冰凍、富含水分的類冥王星世界的殘骸。這一“宇宙犯罪現(xiàn)場”不僅揭示了行星碎片的戲劇性命運(yùn)，還進(jìn)一步證明了生命所需的基礎(chǔ)元素廣泛分布在銀河系中。

團(tuán)隊(duì)在一顆白矮星WD 1647+375表面檢測到了冰凍的、富含水分的行星碎片的獨(dú)特化學(xué)指紋。類似于太陽系的彗星和小型星體，這些冰凍的天體曾為地球帶來水分。雖然這些冰凍天體極易消失且微弱，需借助化學(xué)分析才能在太陽系外發(fā)現(xiàn)，但科學(xué)家們還是成功捕捉到了其痕跡。

該研究發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月報(bào)》，由華威大學(xué)、歐洲和美國的天文學(xué)家共同完成。研究表明，具備向其他行星系統(tǒng)輸送水和生命要素能力的冰凍、易揮發(fā)天體在太陽系外確實(shí)存在。他們利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的紫外線光譜分析了多顆恒星的化學(xué)組成，在WD 1647+375的表面首次檢測到其含有易揮發(fā)元素，包括碳、氮、硫和氧，而通常白矮星大氣主要由氫和氦構(gòu)成。

華威大學(xué)物理系研究員Snehalata Sahu介紹道：“白矮星常顯示出鈣、鐵等金屬元素的吸積跡象，這些物質(zhì)來自被恒星撕碎吸收的行星和小型星體。對這些吸積物質(zhì)的化學(xué)研究讓我們了解太陽系以外的小型星體是如何構(gòu)成的。白矮星就像宇宙犯罪現(xiàn)場，行星碎片墜入恒星后留下化學(xué)指紋，讓我們得以還原‘遇害者’的身份。”但能檢測到富含揮發(fā)物的碎片案例極為罕見，大多數(shù)以巖石類碎片為主。

在此次紫外線光譜分析中，一種關(guān)鍵揮發(fā)元素——氮的含量高達(dá)吸積物質(zhì)總量的約5%，這是迄今為止在白矮星碎片中發(fā)現(xiàn)的最高氮豐度。同時(shí)，WD 1647+375的大氣中氧元素的“攝入量”比巖石類小天體理論值高出84%，表明吸收的是冰凍天體。數(shù)據(jù)還顯示，這些碎片已持續(xù)為恒星提供物質(zhì)至少13年，速率達(dá)每秒20萬噸（約一頭藍(lán)鯨的重量）。這意味著被吞噬的冰凍體直徑至少3公里，相當(dāng)于彗星大小，而真正體積可能高達(dá)50公里、重量達(dá)千萬億公斤。

綜合數(shù)據(jù)顯示，這是一顆富含水（64%）、類似哈雷彗星或類冥王星的碎片被恒星吞沒。

論文作者Boris T. G?nsicke表示：“WD 1647+375上的揮發(fā)物成分讓它非常像太陽系中位于柯伊伯帶的天體——這些冰凍天體分布在冥王星軌道之外。我們認(rèn)為被白矮星吸收的是類冥王星的小型碎片，依據(jù)其富氮、巨大質(zhì)量及高冰含量（‘冰巖比’達(dá)2.5倍）推測，可能來自冥王星類天體的地殼或地幔部分。”

這也是首次明確發(fā)現(xiàn)富氫大氣的白矮星純粹吞噬冰凍天體。尚不確定該天體最初誕生于這顆恒星的行星系統(tǒng)，還是來自星際空間被捕獲。不論起源如何，研究證實(shí)在太陽系外確實(shí)存在富含冰和揮發(fā)物的天體。

本研究還凸顯了紫外線光譜分析在探索此類罕見、富含揮發(fā)物天體組成方面的獨(dú)特價(jià)值。紫外線是識別碳、硫、氧，特別是氮等元素的唯一方法，是未來搜尋其他恒星生命基礎(chǔ)元素的關(guān)鍵工具。

編譯自/ScitechDaily