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一份新的“系外行星生存指南”概述了不同类型的行星在宿主恒星死亡时的表现。它表明，最小的岩石世界最有可能逃脱毁灭。 一颗行星被它垂死的恒星的引力所摧毁，这颗恒星正在变成白矮星。然而，根据华威大学(University of Warwick)的一项新研究，一些行星可能能够逃脱这种命运。 当一颗恒星死亡时，它的哪一颗行星最有可能存活？事实证明，最小、密度最大的岩石行星最有可能逃脱破碎，变得火热的命运。这是英国华威大学天体物理学家的一项新研究的结论，他们在2019年5月1日的“皇家天文学会月报”上发表了他们的研究结果。 科学家们将他们的研究描述为“系外行星的生存指南”，概述了当它们的宿主恒星死亡后，首先变成一个红巨星，然后变成白矮星（这是曾经活跃的恒星的炽热、烧焦的核心）时，不同类型的行星会有怎样的表现。质量足够大的恒星最终会以超新星的形式爆炸，将其外层炸入太空。正如人们所预料的那样，许多行星在从普通恒星到白矮星的过渡过程中会被摧毁，但有些行星将能够逃脱它们的厄运，这取决于不同的因素。这项新研究的主要作者迪米特里·维拉斯(Dimitri Veras)表示：“这篇论文是第一个专门研究白矮星和行星之间的潮汐效应（引力效应）的论文之一。在接下来的几年里，当更多的岩石天体可能在白矮星附近被发现时，这种类型的建模将具有越来越大的相关性。” 那么，哪些行星最有可能被毁灭呢？ 关于白矮星周围的尘埃环的想象图，这是在白矮星的灾难性死亡过程中被潮汐力量撕裂的行星的所有残余物。 根据这些天文学家的计算，最脆弱的行星将是那些移动到恒星的“破坏半径”中的行星，在这个半径内，一个物体仅靠自己的引力就可以被潮汐力分解。潮汐力是引力，它们将一个物体向另一个物体的质心拉伸，并使之远离另一个物体的质心。把一个星球伸展得足够长，整个世界就会分崩离析。当恒星塌缩到白矮星阶段并最终变成一个极其密集的物体时，围绕恒星运行的行星将会受到潮汐力的影响。这些力还可以将行星移动到全新的轨道上，一些行星被拉入离恒星更近的地方，而另一些则向外推。 这些天文学家发现，质量较大的行星比质量较小的行星被破坏的几率更大。然而，对于较小的行星来说，一个关键的因素似乎是粘度：行星的身体构成中的流动的容易性或阻力。土星的卫星土卫二(Enceladus)，它有次表层海洋和外部冰壳，就是一个较小的低粘度天体的例子。这项新的研究表明，即使是地球大小、低粘度的行星也很容易被这颗垂死的恒星吞没。 具有致密核心的高粘度外部行星则是另一回事。他们将有更好的生存机会，因为只有当他们居住在白矮星中心和其破坏半径之间距离的两倍范围内时，它们才会被恒星吞食。但这类行星更难计算出它们的生存潜力。正如维拉斯所解释的：“我们的研究，虽然在几个方面是复杂的，但只处理在整个过程中结构一致的同质岩石行星。像地球这样的多层行星，计算起来要复杂得多，但我们也在调查这样做的可行性。” 这项新的研究表明，体积小、岩石多、密度高的系外行星最有可能在恒星死亡后存活下来 因此，一颗行星的质量和它与恒星的距离是决定它能否在恒星剧烈转变为白矮星的情况下存活下来的关键因素。但是，总有一个安全的距离。一般来说，一颗密度高、岩石多且均匀的行星，位于白矮星的附近，大约是水星和太阳之间三分之一的距离，保证不会在恒星坍塌时被潮汐力吞没。 了解什么类型的行星可以存活，以及它们可能的位置，可以帮助天文学家寻找仍然存在于白矮星周围的行星。正如维拉斯所说：“我们的研究促使天文学家寻找接近白矮星毁灭半径的岩石行星。到目前为止，观测的重点集中在这个内部区域，但我们的研究表明，岩石行星可以在潮汐与白矮星的相互作用中存活下来，其方式是将行星稍微向外推。” 有趣的是，首次发现的系外行星是围绕脉冲星运行的，脉冲星是一种更极端的死亡恒星，称为中子星(发生了超新星爆炸的恒星的坍塌核心)。1992年和1994年，发现了三颗围绕脉冲星PSR B1257 12运行的系外行星，命名为PSR 1257 12A、PSR 1257 12B和PSR 1257 12C。天文学家感到惊讶的是，当时人们只认为主序恒星可以容纳行星。 著名的白矮星天狼星B，虽然它很小，但它的质量是我们太阳的98%！ PSR B1257 12是一种中子星，自转周期为6.22毫秒。它的质量估计为140万个地球质量，但非常小，半径大约只有10公里宽。它是在两个白矮星合并的过程中，由一个白矮星转变成一颗快速旋转的中子星而形成的。然而，脉冲星行星似乎比白矮星少得多，但到目前为止只有四颗被证实。 发现和研究更多仍然围绕白矮星运行的系外行星，也将帮助科学家更好地理解数十亿年后地球可能发生的事情，届时我们的太阳将达到生命的尽头，并转变为白矮星。 科学家们现在有了一个更好的概念，那就是当恒星凝结成白矮星时，什么样的行星最有可能在它们的恒星死亡后存活下来。这一切都归结于质量和距离，这项新的研究也提供了线索，说明在我们自己的太阳死后，什么样的命运等待着我们自己的地球。 |
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