白矮星體積與地球相當(dāng),質(zhì)量卻是恒星級(jí)別,且溫度很高,散發(fā)出白色光芒。作為致密星體,白矮星擁有強(qiáng)大的引力,在演化過(guò)程中會(huì)“吸食”靠近它的小行星。南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院副教授謝基偉表示,白矮星的“食量”就這么大,若靠近它的小行星數(shù)量過(guò)多,一時(shí)“消化”不了,就會(huì)在周圍堆積形成塵埃盤。
白矮星的大氣金屬污染又是如何形成的?南京大學(xué)博士陳迪昌表示,靠近白矮星的小行星受引力作用被撕裂,不斷發(fā)生碰撞、形成塵埃。“這些顆粒會(huì)在白矮星本身輻射作用下,一步步進(jìn)入白矮星表面。小行星上的巖石固體中包含的金屬元素也被白矮星一起吸入,從而形成金屬污染。”
白矮星的塵埃盤與其大氣中的金屬污染究竟是什么關(guān)系?陳迪昌告訴記者,“我們發(fā)現(xiàn),凡是被塵埃盤圍繞的白矮星,也可以同時(shí)觀測(cè)到金屬污染。而白矮星比較‘年輕’的時(shí)候,才能在其周圍觀測(cè)到塵埃盤。到演化后期,塵埃盤基本消失,但金屬污染依然存在。”
“在巨行星攝動(dòng)作用下,小行星進(jìn)入到白矮星周圍,進(jìn)入小行星的數(shù)目隨時(shí)間冪律衰減。前期進(jìn)入的小行星很多,白矮星吸積速率與其本身‘消化能力’有關(guān)。到后期,白矮星周圍小行星較少,吸積速率取決于外來(lái)物質(zhì)的多少。”陳迪昌表示。
“白矮星吸積物質(zhì)的補(bǔ)充機(jī)制,一般認(rèn)為是類似木星的巨行星擾動(dòng)其周圍的小行星帶,把小行星‘趕’到白矮星周圍。我們從理論和數(shù)值模擬上發(fā)現(xiàn),白矮星前期的消化能力和后期物質(zhì)的補(bǔ)充速率都隨時(shí)間冪律衰減,這前后兩個(gè)冪律衰減的規(guī)律和觀測(cè)數(shù)據(jù)非常吻合。”謝基偉解釋說(shuō)。