image: The giant planet is orbiting the white dwarf just outside the gas disc. The blast of high-energy photons that it receives from the white dwarfs evaporates its atmosphere, which is mainly composed of hydrogen, oxygen and sulphur. Whereas much of the hydrogen is forced away from the white dwarf by its ultraviolet photons in a comet-like tail, oxygen and sulphur fall towards the white dwarf, forming the disc we have detected. The light we see from the disc comes only from a few strong emission lines: oxygen lines, which we would see as red light, light up the inner part of the disc, and sulphur lines, which would appear blue, are stronger in the outer regions of the disc. view more
Credit: Credit: University of Warwick/Mark Garlick
华威大学（英国）新闻发布稿
发现隐藏在微小白矮星附近的巨大星球
- ● 华威大学和瓦尔帕莱索大学天文学家团队首次发现了一颗环绕白矮星运行的巨型行星的间接证据
● 据认为这颗行星的大小超过那颗地球大小的白矮星的四倍
● 在这颗类似海王星的行星上，一个彗星状的气体尾巴正被它所环绕的炽热白矮星蒸发掉
● 在其他炽热的白矮星中，“蒸发”巨行星的踪迹可能很常见
一颗环绕白矮星运行的巨大行星的第一个证据以一个气体圆盘的形式被发现，而这个气体圆盘从其蒸发的大气中形成。
这颗类似海王星的行星每十天环绕一颗大小约为其四分之一的恒星运行一次，留下一个由氢、氧和硫组成的彗星状气体尾巴。 华威大学物理系和瓦尔帕莱索大学Millennium Nucleus for Planet Formation(NPF) 的天文学家的这一发现于今天（12月4日）发表在《自然》(Nature) 杂志上。这是一颗环绕白矮星运行的巨大行星的第一个证据，表明在这类恒星周围可能还有更多的行星有待发现。
到目前为止，还没有证据表明行星能在恒星转变为白矮星的过程中幸存下来。
这颗名为WDJ0914+1914的恒星是在斯隆数字天空调查观察到的一万颗白矮星中发现的。为了确定这颗恒星周围存在的元素，华威大学的科学家分析了星系发出的光线的细微变化。
他们在数据中发现了非常微小的氢峰值，这本身是不寻常的，但同时也发现了氧和硫峰值，这是以前从未见过的。他们利用位于智利的欧洲南方天文台的超大望远镜对这颗恒星进行了仔细观测，发现氢、氧和硫的形状特征是存在气体环的典型标志。
主要作者华威大学的 Boris Gaensicke 博士说：“起初，我们认为这是一颗双星，它的吸积盘是由两颗恒星之间的质量流动形成的。然而，我们的观测表明，它是一颗单白矮星，其周围有一个圆盘，大小约为太阳的十倍，完全由氢、氧和硫组成。以前从未发现过这样的
星系，我立刻明白，这是一颗独一无二的恒星。”
当天文学家们对他们在智利两个晚上所获得的所有光谱取平均数时，很明显WDJ0914+1914正在吸积来自圆盘的硫和氧。通过分析这些数据，他们能够测量出圆盘的组成，并得出结论，它符合科学家对我们太阳系的冰巨行星天王星和海王星的较深层的预期。
瓦尔帕莱索大学的Matthias Schreiber博士通过一组计算表明，28000摄氏度的热白矮星正以每秒3000多吨的速度，用高能光子轰击这颗隐藏的冰巨星，并将其失去的质量拉入环绕恒星的气体盘中，从而缓慢蒸发这颗冰巨星。
Gaensicke 博士说：“这颗恒星有一颗我们无法直接看到的行星，但由于恒星太热，它正在蒸发该行星，并且我们发现它正在失去大气层。可能有许多较冷的白矮星，它们有行星，但缺乏驱动蒸发所必需的高能光子，所以我们无法用同样的方法找到它们。但是，一旦大
型综合巡天望远镜升空，就可以使用中天法检测到其中一些行星。”
“这一发现是一个重大进展，因为在过去二十年里，我们有越来越多的证据表明，行星系统能够存活到白矮星阶段。我们已经看到许多小行星、彗星和其他小型行星物体撞击白矮星，而解释这些事件需要更大的行星质量体。有证据证明一颗真正的行星本身散布在其中，这是重要的一步。”
Schreiber 博士补充道：“从某种意义上说，WDJ0914+1914让我们得以一窥太阳系遥远的未来。” 我们今天看到的白矮星曾经是一颗类似太阳的恒星，但最终耗尽了燃料，膨胀成一颗红巨星，有太阳的几百倍大。在它生命的那个阶段，恒星将失去大约一半的质量，剩下的部分急剧缩小，最终变成地球这么大 - 白矮星基本上是之前的恒星燃烧殆尽的核心。
不同寻常的是，今天围绕白矮星的行星轨道会深入到红矮星内部，因此在红矮星外层消失后，与星系中其他一些行星的散射（一种宇宙撞球游戏）会使它靠近白矮星。
一旦我们自己的太阳在大约45亿年内耗尽燃料，它的外层将会脱落，摧毁水星、金星，可能还有地球，最终暴露出燃烧殆尽的核心 - 白矮星。在Schreiber博士和Gaensicke博士主撰并发表于《天体物理学快报》(Astrophysical Journal Letters)上的一篇相关论文中，他们详细描述了这一过程将如何辐射足够的高能量光子来蒸发木星、土星、天王星和海王星。就像WDJ0914+1914一样，一些大气气体最终会落到太阳留下的白矮星上，并将被后代的外星天文学家观测到。
● 这些英国作者获得了科学和技术设施委员会(Science and Technology Facilities Council)和利华休姆信托基金(Leverhulme Trust)的资助。
● “Accretion of a giant planet onto a white dwarf star” 发表于《自然》(Nature) DOI：10.1038/s41586-019-1789-8
● “Cold giant planets evaporated by hot white dwarfs” 发表于《天体物理学快报》 (Astrophysical Journal Letters)
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Nature