在附近白矮星大气中发现的岩石行星中的碱金属

2021年2月12日,通过 新闻人员/来源

天文学家已经在四个冷而老的白矮星的大气层中检测到锂,其中一个还显示了大气钾。这两个碱元素相对于钠和钙的相对丰度强烈表明,所有四个恒星都积聚了类似于地球和火星的岩石行星碎片。

在潮汐力的作用下,行星地壳的残余物在冷白矮星周围分解。盘中的物质在靠近中心恒星时蒸发,并流到白矮星大气中。图片提供:Mark Garlick /华威大学。

在潮汐力的作用下,行星地壳的残余物在冷白矮星周围分解。盘中的物质在靠近中心恒星时蒸发,并流到白矮星大气中。图片提供:Mark Garlick /华威大学。

“过去,我们曾见过地幔和核心材料之类的各种东西,但我们还没有对行星地壳进行确定的探测,”美国大学物理系天文学家Mark Hollands博士说。沃里克。

“锂和钾是地壳材料的良好指示,它们在地幔或岩心中不存在高浓度。”

霍兰斯博士和他的同事分析了来自欧空局盖亚望远镜的1000多颗白矮星的数据。

他们还检查了过去20年发布的Sloan Digital Sky Survey(SDSS)的30,000个白矮光谱。

他们在5至100亿年之间的四个白矮星大气中检测到锂:LHS 2534,WD J231726.74 + 183052.75,WD J182458.45 + 121316.82和SDSS J133001.17 + 643523.69。

他们还在其中一颗恒星LHS 2534中检测到钾。

通过将锂和钾的含量与他们检测到的其他元素进行比较,天文学家发现,元素的比例与岩石行星的地壳的化学成分相匹配,如果这些地壳被汽化并混合在恒星的气态外层中持续了两百万年

白矮星的外层包含多达300,000千兆吨的岩石碎片,其中包括多达60千兆吨的锂和3,000千兆吨的钾,相当于一个60公里(37英里)的球体,密度与地壳相似。

探测到的地壳物质的质量与我们在太阳系中观测到的小行星的质量相似,这使研究人员认为,他们在所有四个白矮星周围看到的是从行星上分解的物质,而不是整个星球本身。

Pier-Emmanuel博士说:“在一种情况下,我们正在研究11-122.5亿年前银河系光环中形成的恒星周围的行星形成,因此它一定是迄今为止已知的最古老的行星系统之一。” Tremblay,同样来自华威大学物理系。

“这些系统中的另一个围绕一个短寿命恒星形成,该恒星最初是太阳质量的四倍多,这是一项破纪录的发现,对行星围绕其恒星的形成速度有重要的限制。”

结果 在杂志上在线发表 自然天文学.

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霍兰兹 。在白矮星大气中的碱金属,作为古代行星地壳的示踪剂。 纳特·阿斯特隆(Nat Astron),于2021年2月11日在线发布; 10.1038 / s41550-020-01296-7

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