在浩瀚宇宙的演化过程中,当一颗类似太阳的恒星燃尽燃料并走向终结时,它通常会膨胀为红巨星,吞噬轨道内的一切。然而,一颗名为WD 1856 b的行星打破了这一宇宙常规。作为目前唯一被确认的、在类日恒星死亡后仍幸存的行星,它正围绕着一颗白矮星运行。近日,天文学家利用詹姆斯·韦伯空间探测器(JWST)对这一奇异的天体系统进行了首次深入观测,其结果令科学家们大为震惊。

WD 1856 b的发现实属偶然。2020年,研究团队利用凌日系外行星巡天卫星(TESS)观测了约2000颗白矮星,旨在寻找掠过这些死星表面的小天体。令天文学家意外的是,他们竟在WD 1856系统中发现了一颗气态巨行星。这颗白矮星的体积仅为环绕其运行的行星的七分之一,但其亮度在行星凌日时却减半,这表明该行星正在进行一次极罕见的“掠食性”凌日,即只有行星盘的边缘剪切过恒星表面。

根据常规理论,当恒星演化为红巨星时,内侧行星会被吞没,而由于恒星在演化为白矮星的过程中会损失约一半的质量,其引力会随之减弱,理应导致外侧的气态巨行星向外迁徙。但令人困惑的是,WD 1856 b不仅没有远离,反而以仅约0.02个天文单位的距离紧贴着白矮星运行。

为了揭开谜团,康奈尔大学的理论天体物理学家克里斯托弗·奥康纳(Christopher O’Connor)及其团队申请了韦伯望远镜的时间进行观测。由于该系统存在特殊的凌日几何结构,研究人员开发了全新的算法来处理数据。分析发现,WD 1856 b被一层气溶胶云雾笼罩,大气中含有约7%的甲烷,且温度异常之高。数据显示,该行星向外散发的热量约为其从恒星接收到的能量的25倍。尽管其宿主白矮星已经冷却了约60亿年,但行星本身却在持续发光。

研究团队认为,这种过高的温度并非形成时的残余热量,而是行星在迁徙过程中受热的证据。通过对行星冷却模型进行反向推演,研究人员排除了行星在恒星红巨星阶段存活的“共同包络模型”,转而支持“高离心率迁徙模型”。这意味着WD 1856 b最初位于更远的轨道,后来因受到WD 1856系统内另外两颗远方伴星的引力扰动,经过数十亿年的多次剧烈掠过,才最终陷入当前轨道。

目前,WD 1856 b的大气成分比例与传统模型存在差异,这可能导致了冷却模型预测的偏差。奥康纳指出,未来需要针对该行星的大气特性建立更精准的演化模型。随着该系统距离地球仅75光年,研究人员希望将其视为一个突破口,寻找更多类似“幸存者”行星,以重塑人类对恒星晚年及其行星系统演化的认知。目前,团队已获取了更多后续观测数据,这一关于宇宙生存与毁灭的探索仍在继续。