30億年了！帶奇怪「戒指」的白矮星被「Sleuths」發現！

博科園：本文為天體物理學類

天文學家發現了一顆古老而多塵的白矮星，它是一顆像我們的太陽一樣的恆星殘骸，這種結構可能會改變天文學家對白矮星如何影響周圍空間環境的理解。這顆恆星的正式名稱是LSPM J0207 3331，它似乎是目前已知的被塵埃盤環繞的最古老的白矮星。如果這些觀測結果成立，這將是科學家們所知的第一顆白矮星，正如他們目前的理論所表明的那樣，它的圓盤上有多個「戒指」（塵埃環）。這項新研究的合著者、太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)的天文學家約翰德貝斯(John Debes)在一份聲明中說：

博科園-科學科普：這顆白矮星太老了，無論向它的環中輸送物質的過程是什麼，都必須以10億年的時間尺度進行，科學家為解釋白矮星周圍的光環而建立的大多數模型只能模擬1億年左右，所以這顆恆星確實在挑戰我們關於行星系統如何演化的假設。發現被物質包圍的白矮星並不罕見，因為這些恆星是釋放氣體的類太陽恆星密集殘骸。但通常情況下，這些以前的恆星最終會吸收它們周圍的恆星系碎片。研究小組認為，這顆白矮星大約有30億年的歷史，比之前記錄的一顆古老環狀白矮星的年齡要大三倍。

藝術描繪的一顆名為LSPM J0207 3331恆星，科學家認為它是一顆被塵埃環包圍的古老白矮星。圖片：Scott Wiessinger/NASA Goddard Space Flight Center

這個年齡意味著需要某種過程來填充這些環，科學家還不確定這個過程是什麼。這顆恆星的怪異之處是由美國宇航局戈達德航天中心發起一項名為「後院世界」（Sleuths）志願者科學項目發現，該項目基於紅外數據。這個特殊的天體在紅外波段看起來很奇怪，這讓它的發現者暫時誤以為它是一顆褐矮星，一種所謂的失敗恆星結構，經常在「Sleuths」數據中出現。

經過第二次觀察，研究小組才意識到它實際上是一顆更明亮、距離更遠的白矮星。關於這個物體還有更多的難題需要解決。參與這項新研究的科學家們認為，由於白矮星特有的紅外特徵，它實際上可能被兩個具有不同特徵的獨立環所包圍。這是天文學家在白矮星周圍從未見過的結構。他們希望一旦強大的詹姆斯韋伯太空望遠鏡發射，它的觀測將幫助他們解決這個難題。這項研究發表在2月19日的《天體物理學快報》上。

據觀測，塵埃盤造成的紅外過量現象在有效溫度在7200到25000 K之間的白矮星軌道上運行，這表明，在白矮星形成後，足以形成一個連貫圓盤的小天體的潮汐擾動率在1 Gyr以上急劇下降。研究報告發現候選白矮星LSPM J0207 3331的「Sleuths」：行星9號公民科學項目和凱克天文台後續光譜學，它是由一個發光的光碟(L IR/L sstarf = 14%)和一個有效溫度比任何已知的紅外過剩白矮星低近1000 K的氫主導。

這一天體的發現為大規模潮汐擾動事件發生最新時間設定在宿主白矮星形成後的3 Gyr左右，對主序後行星系統的微擾動和擾動動力學模型提出了新要求。奇怪的是，圓盤中紅外光度法不能像其他塵埃白矮星那樣用幾何上薄的、光學上厚的塵埃盤來完全解釋，而是需要在白矮星洛希半徑附近形成第二個塵埃環。在確認這一發現的過程中，發現仔細測量光源位置可以揭示白矮星的紅外過量何時與它們宿主共同運動，幫助它們區別於混淆雜訊。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻:《天體物理學快報》

文: Meghan Bartels/Space

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