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第168章 WD J2356-209(2 / 2)

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第1篇幅提到WDJ2356-209周围有个直径1000亿公里的“碎石盘”,像“餐盘”装着碎片。2024年ALMA的观测,把这个“餐盘”的细节拍得一清二楚——它不是均匀的“剩饭堆”,而是分层的“宇宙自助餐台”。

“你看这里,”苏晴指着三维模拟图,碎石盘像张巨大的唱片,内圈是高温岩石碎片(温度1000℃),像烤焦的饼干屑;中圈是冷却的硅酸盐颗粒(温度200℃),像撒了芝麻的糯米团;外圈是冰物质(温度-100℃),像冻住的糖霜。“内圈的碎片离白矮星近,被潮汐力撕得更碎,像面粉;外圈的冰质天体保留着原始形状,像没拆封的冰淇淋球。”

团队用“多普勒成像技术”还原了碎石盘的旋转:内圈碎片以每秒50公里的速度“狂奔”,外圈冰体则以每秒10公里的速度“散步”,整个盘子像被无形大手搅动的沙拉碗。“这解释了为什么光谱里冰信号比岩石晚出现,”年轻研究员小林指着数据曲线,“外圈冰体要先‘滑’到内圈,融化后才能被白矮星‘尝到’,像自助餐取餐要排队。”

更惊人的是“餐盘”的年龄。通过碎片的光谱“磨损度”(类似树木年轮),团队推断碎石盘形成于WDJ2356-209死亡后的10亿年——那时它的红巨星外壳刚抛完,行星系统刚“破产”,残留的行星碎片开始互相碰撞,像打翻的积木箱,散落成今天的“自助餐台”。“它像个‘怀旧厨师’,把10亿年前的‘厨房垃圾’做成今天的‘特色菜’。”苏晴的比喻让团队笑成一团。

二、“意外加菜”惊魂夜:一颗彗星的“自杀式袭击”

2024年6月的那次“亮度骤增”,后来被团队称为“彗星自杀事件”。那天凌晨,韦伯望远镜的红外传感器突然报警:WDJ2356-209的亮度在3小时内飙升5倍,光谱中钙和铁的信号强得像“尖叫”。

“一开始以为是仪器故障,”苏晴回忆,“但全球12台望远镜都报了警,连南极的AST3望远镜都拍到了亮度变化——那地方半年不见阳光,不可能出错。”团队立刻启动“紧急观测模式”,用哈勃望远镜拍下爆发瞬间的光谱:在原本的“钙线异常”旁,多了几条陌生的吸收线——这是彗核中的氰化物(H)和一氧化碳(CO)!

“这是一颗含氰化物的彗星撞过来了!”陈教授拍案而起,“氰化物是彗星的‘毒药标记’,太阳系里只有哈雷彗星等少数彗星有这成分。”模拟显示,这颗彗星直径约200公里(相当于上海到杭州的距离),以每秒80公里的速度冲向内圈碎石盘,像颗宇宙炮弹。它在白矮星引力下被撕成碎片,冰核蒸发成气体云,岩石核则在大气层中爆炸,释放的钙和铁像“烟花”照亮夜空。

“我们算过概率,”小林翻着模拟报告,“这种‘自杀式袭击’10万年才可能发生一次,我们刚好撞上了。”这次事件让团队意识到:WDJ2356-209的“餐桌”不是静态的,而是动态的“战场”——残留碎片互相碰撞、彗星偶然闯入,不断产生“新菜”。

三、“食客”的“邻居对比”:鲸鱼座白矮星群的“饮食差异”

第1篇幅提到WDJ2356-209有3个“食客邻居”,2024年的联合观测揭开了它们的“饮食偏好差异”。团队给这4颗白矮星编了号:WDJ2356-209(A)、邻居B、C、D,像研究“四兄弟”的饮食习惯。

邻居B的“菜单”全是岩石:光谱中只有钙、镁、铁,没有冰物质。“它像个‘素食主义者’,只吃岩石行星的碎片,”苏晴说,“可能因为它的行星系统里没有冰质天体,或者冰都被早期爆发吹走了。”邻居C更“挑食”:只吃铁镍合金(类似地球内核),光谱中铁线是钙线的10倍——“它可能在啃食某颗行星的金属核心,像吃核桃只嗑仁儿。”

最特别的是邻居D:它的光谱干净得像蒸馏水,没有任何“污染”。“它是个‘节食成功者’,”陈教授笑称,“可能把行星残骸都‘吃完了’,或者碎片盘太远,引力够不着。”对比之下,WDJ2356-209(A)堪称“杂食动物”:岩石、冰、氰化物全吃,像“宇宙自助餐的常客”。

这种差异让团队推测:恒星死亡时的“脾气”决定了行星残骸的命运。如果红巨星膨胀得慢,行星系统可能被“温柔”摧毁,留下完整碎片盘(如A);如果膨胀得快,行星会被彻底汽化,只剩“光杆司令”(如D)。“WDJ2356-209的红巨星阶段像‘慢性子厨师’,慢慢拆行星,留了满桌‘食材’。”

四、“水世界”的证据链:从彗星到行星的“供水系统”

WDJ2356-209的冰物质中,氘(氢的同位素)比例和地球海水完全一致——这个发现在第1篇幅埋下伏笔,2024年的深入研究补全了“水世界”的证据链。

团队分析了彗星碎片中的“水冰包裹体”:每个包裹体像微型“水球”,里面藏着硅酸盐颗粒(岩石)“杂质”,比例和太阳系彗星哈雷彗星完全相同。“这说明不同恒星系统的彗星,‘水球配方’都一样,”苏晴解释,“就像全球的可乐都用同一种糖浆,宇宙的水可能是‘标准化生产’的。”

更关键的是“供水路径”模拟。团队用超级计算机推演WDJ2356-209的行星系统:假设它曾有一颗类似地球的行星,距离白矮星1.5亿公里(介于火星和木星之间),轨道外侧有颗冰彗星。当彗星被引力扰动闯入内太阳系,与行星相撞,冰核融化后形成海洋——就像45亿年前彗星给地球“送水”一样。“WDJ2356-209证明,其他恒星的‘地球’也可能经历过同样的‘供水服务’。”

这个结论让“宇宙水起源”之争有了新答案。以前认为地球水可能来自太阳风或内部地质活动,现在看来“彗星快递”是更普遍的途径——WDJ2356-209的冰彗星,就是宇宙“快递员”的“工作样本”。

五、“餐桌”旁的“偷窥者”:系外行星的“残骸信号”

碎石盘里除了碎片,还藏着更惊人的秘密——2024年11月,团队用凌日法(行星遮挡恒星时的亮度变化)发现,WDJ2356-209的碎片盘内侧,竟有颗直径500公里的“幸存者”!

“它像个‘漏网之鱼’,”小林指着凌日曲线,“每3个月,它会从白矮星前方经过一次,挡住0.01%的光——虽然小,但足够我们发现。”这颗“幸存者”的成分很特殊:光谱显示它含铁量极低,却有大量碳(类似钻石)。“可能是原行星系统的‘钻石行星’内核,外层被撞掉了,只剩‘钻石心’。”

更神奇的是,它的轨道倾角(23度)和WDJ2356-209的自转轴一致,像“忠诚的舞伴”陪着白矮星旋转。“这说明它可能经历过‘行星改命’,”陈教授推测,“原行星系统瓦解时,它的轨道被白矮星引力‘掰直’,才活了下来。”

这颗“钻石幸存者”让团队兴奋不已:如果它真的存在,意味着白矮星周围可能不止有碎片,还有“半成品行星”——在恒星死亡后,残留的行星胚胎可能重新聚集,形成新的“迷你行星系统”。“WDJ2356-209的‘餐桌’旁,可能正在上演‘废墟重建’。”

六、公众的“食客狂欢”:从课堂到博物馆的全民追“星”

WDJ2356-209的“残骸盛宴”火出了科学圈。2024年底,南京科技馆办了场“恒星食客特展”,入口处摆着苏晴团队做的“碎石盘模型”:内圈用红色砂纸模拟高温岩石,中圈铺白色黏土代表硅酸盐,外圈撒蓝色糖霜象征冰物质。开展第一天,模型就被小朋友摸掉了“糖霜”,工作人员只好贴出“请勿舔食”的告示。

最受欢迎的是“彗星自杀VR体验”:观众戴上眼镜,化身那颗200公里直径的彗星,感受被白矮星引力撕碎、冰核蒸发的“死亡之旅”。“太刺激了!”一个初中生摘下眼镜喊,“我感觉自己在宇宙里‘放烟花’!”展览还收到200多份“小学生观测日志”,有孩子用蜡笔画下“钻石幸存者”绕着白矮星转圈,配文:“它一定是星星的宝石项链。”

社交媒体上,#恒星食客的餐桌#话题阅读量超30亿。网友们脑洞大开:有人P图把WDJ2356-209画成张大嘴的“宇宙饕餮”,碎片盘是它吐出的“珍珠项链”;有美食博主仿制“岩石冰沙”(奥利奥碎+冰块),取名“WDJ2356-209特饮”;甚至有婚庆公司推出“宇宙残骸婚礼”,用碎石盘照片当背景板,寓意“珍惜眼前人,像恒星珍惜残骸”。

七、“查账”未完待续:下一代望远镜的“深度审计”

2024年的观测只是“开胃菜”,团队已在筹备“深度审计”——2030年将发射的“白矮星碎片探测卫星”(WFDS),将携带“碎片成分分析仪”和“轨道追踪器”,像给WDJ2356-209做“胃镜+肠镜”。

“我们要看清每块碎片的‘身份证’,”苏晴展示卫星设计图,“分析仪能测出碎片里的微量元素(比如金、铂),判断它来自行星地壳还是地核;追踪器能画出行星轨道演变图,像侦探破案。”团队还计划用“激光干涉仪”测量白矮星的自转速度——如果自转加快,说明它还在“吃”碎片,角动量在增加。

更大的野心是“跨星系对比”。2025年,团队将与欧洲空间局合作,观测仙女座星系(M31)的白矮星,寻找类似WDJ2356-209的“食客”。“如果在250万光年外找到同类,就能证明‘恒星食客’是宇宙普遍现象,”陈教授说,“那WDJ2356-209就不是‘个案’,而是‘宇宙标准食客’。”

此刻,紫金山的望远镜仍在记录WDJ2356-209的光谱。730光年外的“食客”或许又在“咀嚼”新碎片,碎石盘里的“钻石幸存者”还在转圈,而人类的故事,正通过这些跨越时空的光,一点点拼凑出宇宙“残骸盛宴”的全貌——原来死亡不是终点,恒星的“骨灰盒”里,藏着另一个世界的“前世今生”。

说明

资料来源:本文基于美国国家航空航天局(NASA)詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)、欧洲南方天文台(ESO)阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)、哈勃空间望远镜(HST)对WDJ2356-209的公开观测数据(2022-2024年)。参考《科学》(Sce)杂志2022年关于白矮星大气污染的论文《AWater-RichExo-etDisruptedbyaWhiteDwarf》、2024年《自然·天文学》(NatureAstronoy)《鲸鱼座白矮星群的碎片盘分层结构》,以及紫金山天文台团队在《中国科学:物理学力学天文学》发表的白矮星“食客”系列研究报告(如《WDJ2356-209碎石盘的多普勒成像分析》)。结合科普着作《白矮星:恒星的骨灰盒与宇宙餐厅》《系外行星残骸:宇宙考古笔记》中的通俗化案例整合而成。

语术解释:

碎石盘:白矮星周围由行星系统残留碎片组成的盘状结构(如“宇宙自助餐台”),含岩石、冰等物质。

潮汐力撕裂:天体靠近大质量天体(如白矮星)时,引力差将其撕碎的现象(如彗星撞白矮星时解体)。

氘比例:氢的同位素氘与氢的含量比值(如地球海水与彗星冰的氘比例一致,证明水来源相似)。

凌日法:通过行星遮挡恒星时的亮度变化发现行星的方法(如发现WDJ2356-209的“钻石幸存者”)。

多普勒成像技术:利用光谱频率变化(多普勒效应)绘制天体旋转结构的技术(如还原碎石盘分层)。

红巨星阶段:恒星燃料耗尽后膨胀成巨大红巨星的阶段(会摧毁内侧行星,抛掉外壳)。

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