第60章 WD 0346白矮星

WD 0346+246:一颗携带着行星残骸的寒冷白矮星

1. 基本发现与观测历史

WD 0346+246(又称LSPM J0349+2439)是一颗位于白羊座的DQ型白矮星,距离地球约 85光年(Gaia DR3数据)。它最早在20世纪90年代由Palomar巡天计划识别为高自行天体,后被确认为一颗特殊的白矮星,因其光谱中显着的碳特征而被归类为DQ型。

核心参数:

质量:0.60 ± 0.05 M☉(典型白矮星范围)

半径:0.012 R☉(≈地球大小)

表面温度:5,800 ± 200 K(与太阳相近,但光度仅0.001 L☉)

年龄:3 ± 1 Gyr(已冷却数十亿年)

自行速度:1.5角秒/年(高速运动暗示范围物质扰动)

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2. 白矮星的起源与演化

2.1 前世恒星阶段

WD 0346+246的前身星被认为是一颗 1.5–2.0 M☉的F型恒星,其演化历程包括:

主序阶段(约20亿年):稳定进行氢聚变。

红巨星阶段(约5亿年):膨胀至太阳的百倍,外层物质通过星风流失。

行星状星云阶段(≈10万年):抛射外层气体,暴露出碳氧核心。

白矮星阶段(30亿年至今):缓慢冷却至今的温度。

未解之谜:

金属污染:其光谱中检测到 Ca、Mg、Fe 等重元素,暗示其正在吸积行星碎片,但尚未观测到具体的碎片盘。

碳富集异常:DQ型白矮星通常拥有碳增强的大气,但其碳含量仍高于演化模型预测。

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3. 行星系统的残骸证据

3.1 污染机制:行星被吞噬的痕迹

白矮星的大气本应只含氢/氦(因重元素会快速沉降),但WD 0346+246的光谱显示:

Ca II线(393.3 nm):强度远超纯氢/氦白矮星的预期。

Mg I线(517.2 nm):表明外部物质正在落入白矮星。