天文学家发现了大量被碎片盘包围的白矮星。这些圆盘是恒星在演化过程中被摧毁的行星的残骸。但他们发现了一颗完整的木星质量行星绕着一颗白矮星运行。还有更多的白矮星行星吗？白矮星周围是否存在类地行星？
天文学家发现了大量被碎片盘包围的白矮星。这些圆盘是恒星在演化过程中被摧毁的行星的残骸。但他们发现了一颗完整的木星质量行星绕着一颗白矮星运行。还有更多的白矮星行星吗？白矮星周围是否存在类地行星？
白矮星（WD）是曾经比我们的太阳大得多的主序星的恒星遗迹。当一颗与太阳质量范围相同的恒星离开主序带时，它会膨胀并成为红巨星。
随着红巨星老化并耗尽核燃料，它的外层会脱落为行星状星云，这是在哈勃图像中经常看到的膨胀电离气体的闪闪发光的面纱。大约一万年后，行星状星云消散，只剩下一颗白矮星，独自位于所有消失的荣耀的中心。
白矮星密度极大、质量巨大，但只有地球那么大。它们已经脱离了聚变生命，只散发出余热。但热量就是热量，白矮星也可能有宜居带，尽管它们非常接近。
天文学家非常确定大多数恒星都有行星。但当这些行星绕着一颗恒星离开主序带并成为红巨星时，它们就处于危险之中。这可能会对行星造成严重破坏，通过潮汐破坏吞噬其中一些行星并撕裂其他行星。有些白矮星被碎片盘包围，它们只能是恒星行星的残骸，在红矮星阶段被恒星撕成碎片。
但在 2020 年，研究人员宣布在白矮星 WD1054-226 周围宜居带的碎片盘中发现了一颗完整的行星。
一颗白矮星从行星系统破碎的物体中吸走碎片。 （美国宇航局、欧空局、约瑟夫·奥尔姆斯特德 (STScI)）
如果有的话，几乎可以肯定在某个地方还有其它的。为什么我们还没有找到它们？我们发现的第一颗行星是木星质量的行星，这是否意味着 WD 系外行星种群以它们为主？
一篇新论文研究了白矮星周围的系外行星问题，并询问为什么岩石白矮星行星似乎很少见。该论文是“WD 1856 b 的巨大性质意味着凌日岩石行星在白矮星周围很少见。”该论文已被《皇家天文学会月刊》接收，作者是纽约哥伦比亚大学天文学系助理教授 David Kipping。
白矮星寿命长且稳定。因此，尽管它们的宜居带比太阳这样的恒星周围的区域小得多，但它们仍然存在。理论上，位于这些宜居带的行星可以支持生命。
我们所知道的唯一一颗围绕白矮星完整的行星是由 NASA 的 TESS 航天器探测到的，它的质量是一个巨大的：13.8 木星的质量。
基平解释说：“考虑到系外行星人口统计和理论模拟（‘底部重’半径分布）表明与类地行星相比，巨行星相对较少，这可能有点令人惊讶。”
这种说法可能会让读者感到惊讶。快速浏览一下 NASA 的系外行星目录即可发现 5,535 颗已确认的系外行星。其中 1898 个是类海王星，1756 个是气态巨行星。其中只有 1675 个是超级地球，而只有 199 个是陆地地球。
基平关于系外行星分布是“底部重”的说法，这意味着小半径行星比大半径行星更多，从这个角度来看似乎令人费解。
但我们测量的数字并不能反映实际情况。我们用于寻找系外行星的每种检测方法都有其自身的选择偏差。简而言之：我们只知道我们发现了什么。我们不知道那里到底是什么。
“……有一种新的观点认为，木星大小的行星只占行星总数的少数。因此，在 WD 周围检测到的第一颗凌日行星被发现是一颗巨行星的事实有些令人惊讶，”基平写道。
WD 1856 b 可能是唯一被确认的白矮星行星，但还有其他候选行星，其中大多数都是木星质量或更高质量的行星。
对于基平来说，在白矮星周围发现一颗巨大的气态巨行星的意义令人担忧。 “隐含的假设是凌日 WD 岩石行星很少见，”基平写道。
有充足的证据表明白矮星周围存在小型类地行星。但证据就在被摧毁的类地行星的岩石碎片盘中。这表明这些行星就在那里，但问题就变成了，宜居带中是否有完整的行星？ WD 1856 b 的探测是否告诉我们有关类地 WD 行星存在的任何信息？
有两种方法可以使小行星的证据与 WD 1856 b 的探测相一致。
首先，没有绝对的理由说明为什么小型岩石行星或大质量木星+质量行星需要在 WD 系外行星种群中占主导地位。基平写道：“也许分布会在某个半径处发生翻转，代表最不可能的行星半径，然后再达到峰值。”可能有无限多个分布；我们只是还不知道。
另一种协调方法很简单。 “第二种可能性是 WD 1856 b 只是一个侥幸。也许确实存在底部重分布，而且 WD 1856 b 大小的系外行星确实不太可能成为第一个在凌日过程中被发现的行星。”这是仅使用一个数据点的挑战。
基平计算出第一颗 WD 行星是大质量行星的几率为 0.37%。这种情况极为罕见，但这并不一定能得出任何可靠的结论。 “这当然很有趣，”基平写道，“但也不是压倒性的——在天文学史上，只要有足够的时间，不可能的事件就可能而且将会发生。”
那么我们会怎样呢？我们检测到一颗 WD 行星，它是一颗巨大的气态巨行星，但我们在 WD 周围有多个岩石碎片盘，它们一定来自类地行星。那么，围绕 WD 的小型岩石行星非常罕见的假设又在哪里呢？
“出于这些原因，我们并没有以任何方式考虑我们的假设是有说服力的，”基平写道。
也许这只是那些虽然有趣但只能导致不准确结论的事情之一。通常情况下，我们需要更多数据。 “现在中止目前和未来寻找 WD 周围类地行星的努力肯定为时过早。”
白矮星系外行星科学还处于起步阶段。但它仍然充满希望，因为 WD 非常稳定且寿命长。他们的居住区也是如此。
白矮星在恒星中是独一无二的，因为它们的半径与地球相同。它们比其他恒星小，这有助于探测地球大小的行星。它还可以促进大气研究，包括潜在地检测生物特征，而这在更大的恒星周围可能会更加困难。
基平关于 WD 周围类地行星很少见的假设很容易得到检验。毫无疑问，集中搜索将开始揭示白矮星周围行星的真实数量。
如果我们在白矮星周围发现更多与地球相似的世界，这就为宜居性开辟了另一条途径，并为生命在宇宙中持续存在提供了更多潜力。
本文最初由今日宇宙发表。阅读原文。