＂幻影行星＂現形記
脈衝星周圍的系外行星
天文學家熱衷於在宇宙中搜尋系外行星，認為這種行星最有可能出現在類似太陽的恆星周圍。然而，真是這樣的嗎？
1990年1月，波蘭托倫天文學中心的天文學家亞歷山大·沃爾茲剛來到波多黎各，那裡有一架口徑305米的射電望遠鏡，名為阿雷西博射電望遠鏡。通常情況下，這架目前世界上口徑最大的天文望遠鏡總是被預約排得滿滿的，但沃爾茲剛到來時，由於要維修，它被閑置了下來。沃爾茲剛意識到，他的機會來了，他可以進行一次沒有目標的巡天觀測，讓望遠鏡跟隨地球的自轉漫無目的地搜索天空，看有沒有機會發現非同尋常的天體。
巡視進行到10天時，他有了收穫，發現了一顆很特別的脈衝星，脈衝星周圍還有一種被稱為「幻影行星」的天體。
脈衝星是一種完全由中子組成的緻密星體。當一顆有相當質量的恆星發生爆炸時，它的中心部分因反作用力向內壓縮，由此形成的壓力大到足以使電子進入原子核，並與質子結合成為中子，於是便誕生了一顆中子星。中子星的密度非常大，直徑只有幾十千米，質量卻比太陽還要大。它們在體積縮小時轉速會加快，同時釋放大量能量。當其以磁軸為中心的輻射錐掃過地球時，就有可能被地球上的射電望遠鏡捕捉到。
沃爾茲剛新發現的脈衝星名為PSR B1257+12，它旋轉得非常快，每秒達到幾百圈。沃爾茲剛很快發現，這顆脈衝星發出的脈衝信號有點特別，時而早一點，時而晚一點，這表明它的旁邊可能有天體在影響著它，使它時而靠近地球，時而遠離地球。
經過艱苦分析，沃爾茲剛和其他科學家認為，這顆脈衝星的周圍有三顆行星，分別被稱為A、B 和C。
多數人都認為脈衝星不會擁有行星，但沃爾茲剛的發現否定了這種觀點。
1992年，沃爾茲剛在美國天文學會上宣布了他的發現。他介紹說，行星B和C的質量都相當於地球質量的4倍，但行星A的質量只相當於地球質量的1/15。迄今，行星A 仍是已知繞著除太陽之外的另一顆恆星運行的最小的行星。
這件事引起了很大的轟動。那顆被行星環繞的天體不是一顆和太陽相似的恆星，而是一顆脈衝星，這讓人們十分困惑。
在殘骸中獲得新生
脈衝星PSR B1257+12是如何擁有行星的呢？它擁有行星的過程和太陽一樣嗎？回答是否定的。太陽是一顆中等質量的恆星，相對算是溫和的，形成脈衝星的過程則很暴力。還有，地球和太陽系中的其他行星都源於太陽的誕生，而脈衝星周圍的行星則肇因於恆星的死亡。那麼，這樣的事是如何發生的呢？
原來，一顆脈衝星的過去都是一顆大質量的恆星，其質量至少為太陽質量的8倍。在巨大引力的作用下，這顆星非常明亮和熾熱，所以只需幾百萬年，它的生命就走到盡頭了。於是，這顆恆星發生了爆炸，成了一顆超新星，它以十分猛烈的形式將自身的絕大部分物質拋向太空，而剩下的物質則變成一顆高度密集且高速旋轉的天體，即中子星。當地球上的望遠鏡接收到這顆中子星發出的脈衝信號時，人們就稱它為脈衝星。在這顆恆星變成超新星之前，它的周圍很可能已經存在行星，但它們在超新星爆發中被毀滅了。
然而演化並沒有就此停止。超新星爆髮結束後，這顆星的周圍形成了一個由氣體組成的盤，盤中的物質是爆炸拋射出的碎片、塵埃和氣體。這個盤之所以存在，是因為有部分物質並沒有在爆炸中以足夠高的速度擺脫引力進入太空。接下來，這個盤開始冷卻收縮，最後形成了一個新的行星家族，由超新星爆發產生的更重的元素組成。
在脈衝星的周圍發現行星，按理說應該是一個很受關注的重大事件，然而，人們更感興趣的是在類太陽恆星的周圍發現行星。從1995年開始，天文學家終於在類太陽恆星的周圍陸續發現了行星，很快將人們的視線吸引了過去。脈衝星PSR B1257+12周圍的行星A、B、C 被人們淡忘了。
但是，這種被稱為「幻影行星」的天體並沒有就此銷聲匿跡，仍時不時地出現在人們的視野中。1993年，美國加州理工學院的天文學家史蒂芬·索賽特（Stephen Thorsett）在另一顆脈衝星的周圍發現了一顆行星質量的天體，這就是行星PSR B1620-26 b。這顆行星同沃爾茲剛發現的行星很不一樣，它的質量是木星質量的2.5倍，超過沃爾茲剛發現的行星質量的100倍。它繞脈衝星公轉的方式也很特別，其公轉軌道很大，周期達100年。人們還發現，在這個系統中，那顆脈衝星的旁邊還有一顆伴恆星。而且，這顆行星的年齡也很大，達到了127億歲，是人們迄今發 的最高壽的行星。
從紅巨星到白矮星
到了2011年，更新鮮的事發生了。一組射電天文學家發現了第三個繞脈衝星運行的行星系統，而且這個系統中的行星與此前發現的兩個系統中的行星又不相同。這一次，行星的質量與木星相似，但其密度則至少是木星的10倍，比鉛還要結實。
這一觀測若得到證實，那麼這顆恆星的外層就很可能是碳，並且是晶體形態的碳。當然，它還有一個更為人熟知的名字，鑽石。
迄今，人們在脈衝星周圍發現的行星都很不相同。科學家推測，在銀河系中，以脈衝星為中心的行星系統應該還有很多，但現在的射電望遠鏡很難發現它們。沃爾茲剛希望能再次使用阿雷西博望遠鏡搜索星空，從而有進一步的發現。現在，他有了另外一個更加引人注目的計劃，那就是研究一個更大的恆星族群，從而找到另一種類型的「幻影行星」。
現在人們知道， 只有質量非常大的恆星才能演化成脈衝星，所以脈衝星在宇宙中相對並不多。在我們的銀河系中，大約97%的恆星都不能演化成脈衝星，它們有一個完全不同的演化路徑，那就是先變成紅巨星，再變成一顆白矮星。這也是太陽的宿命。
當太陽進入老年階段，它會變得橘紅，星體慢慢膨脹，成為一顆紅巨星。那時太陽的個頭將是現在的200倍，它慢慢地變得越來越亮，個頭越來越大，然後吞掉金星和水星。
變成紅巨星後，太陽並不會停止演化，它內部的核反應越來越不穩定，時而膨脹，時而收縮。當它的能量再也無法支撐其自身引力的時候，它便只好坍塌下去，於是它的中心有了一個密度極高的核。開始的時候，這個核被一些星雲物質包裹著，被稱為行星狀星雲，但一段時間後，星雲散去，我們便可以看到在紅巨星的內部誕生了一顆白矮星。
白矮星的顏色偏白， 因為它還有殘存的能量，發出暗淡的白光。由於坍塌產生的壓力，白矮星被壓縮到很小，因而其密度很大。它雖然失去了新的能量來源，但殘存的能量依然使它發出光和熱。
白矮星周圍的生命行星
假如你要了解那些死亡後又重生的行星，那麼紅巨星就是最好的觀察對象。沃爾茲剛招募了一個科研團隊，從2004年至今，觀測了大約1000顆恆星，其中絕大多數是紅巨星。沃爾茲剛說：「探測紅巨星周圍的行星能使你知道，當一顆恆星開始演化，逐漸失去質量，膨脹成一顆紅巨星的時候，它所在的行星系統會發生什麼樣的事情。」
到目前為止，這一科研團隊已經發現了超過40個這樣的行星系統，因此他們能夠描述當太陽變成一顆紅巨星的時候，我們的家園會發生什麼。到那時，地球會變得非常熱，而火星則溫暖起來。再後來，木星和土星的衛星也開始從冰封的狀態中醒過來，甚至孕育出勃勃生機。當太陽熱到極端的時候，它的能量甚至能使冥王星也變成一個溫暖的星球。
變成紅巨星的太陽最終會毀掉行星生存的環境。它拋掉自身的外層物質，質量隨之減少，引力變得小起來。於是，它周圍的行星開始向外遷移，它們有了新的軌道，整個行星系統變得混亂和躁動，軌道交叉、行星碰撞。而與此同時，太陽依然在膨脹，事情還在進一步發展。
現在的研究還無法確定地球的命運究竟會怎樣，它可能依然是一個岩石星球，但不會再有生命了，而水星和金星則將被汽化。
沃爾茲剛及其同事在宇宙中找到了一個實例，即一顆名為BD+48 740的紅巨星。他們發表的研究結果說，這顆紅巨星的表層含有大量的鋰。 鋰是行星中普遍含有的元素，但在恆星中則幾乎從未被發現，那麼紅巨星BD+48 740的表層為什麼會有鋰呢？這些科學家解釋說，那些鋰應該來自被燒毀的行星。此外，這些科學家還發現，這顆紅巨星的周圍運行著一顆很怪異的行星，它比木星大一點，運行軌道很奇特，是一個扁扁的橢圓，表明這個行星受到了外力的擾動，從而形成了非同尋常的軌道。這是紅巨星的膨脹致使周圍行星運行混亂導致的結果。
值得注意的是， 沃爾茲剛及其同事在論文中還指出，當紅巨星演變成白矮星以後，它的旁邊也有可能產生可居住的生命行星。這些科學家解釋說，白矮星形成後，它的周圍會有一個由碎片組成的盤，其中的物質能凝結成行星。雖然白矮星已停止了「製造」熱量，但它還在發揮「餘熱」，因此，假如有一顆行星形成於離白矮星很近的地方（大約為地球和太陽之間的距離的1%），那麼它就依然有可能得到充足的熱量，從而演化成一顆生命行星。這是一個從舊世界的灰燼中浴火重生的新世界，在這種情況下，生命仍然有可能在舊行星系統的殘骸中重新出現。
白矮星冷卻得很慢，它有足夠的時間為行星提供熱量，而行星上的生命也有足夠的時間完成它們的演化。因此，科學家有關生命行星的推測應該是站得住腳的。
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