根據UCL研究人員領導的一項新研究，觀察到一圈鑲嵌著月球大小結構的行星碎片環，圍繞著一顆白矮星執行，暗示著附近的一顆行星位於“宜居帶”，在那裡可能存在水和生命。

白矮星是發光的恆星餘燼，這些恆星燃燒了所有的氫燃料。幾乎所有恆星，包括太陽，最終都會變成白矮星，但對其行星系統知之甚少。

在發表在

《皇家天文學會月報》上的

這項研究中，一個國際研究團隊使用地面和天基望遠鏡的資料測量了銀河系中一顆白矮星（WD1054-226）的光。

令他們驚訝的是，他們發現明顯的光下沉，相當於每25小時圍繞恆星執行的65個間隔均勻的行星碎片雲。研究人員得出結論，凌日結構的精確規律性——每23分鐘使恆星的光線變暗——表明它們被附近的行星保持在如此精確的排列中。

主要作者Jay Farihi教授（加州大學物理和天文學）說：“這是天文學家第一次在白矮星的宜居區檢測到任何型別的行星體。

“我們觀察到的月球大小的結構是不規則和塵土飛揚（例如彗星狀），而不是堅固的球形天體。他們的絕對規律性，每23分鐘經過一次，這是一個我們目前無法解釋的謎團。

“一個令人興奮的可能性是，由於附近行星的引力影響，這些天體保持在如此均勻間隔的軌道模式中。如果沒有這種影響，摩擦和碰撞將導致結構分散，失去觀察到的精確規律。這種“牧羊人”的一個先例是衛星在海王星和土星周圍的引力有助於建立圍繞這些行星執行的穩定環形結構。

“在宜居區有行星的可能性令人興奮，也出乎意料；我們不是在尋找這個。然而，重要的是要記住，需要更多證據來確認行星的存在。我們不能直接觀察這顆行星，因此可以透過將計算機模型與對恆星和軌道碎片的進一步觀測進行比較來確認。”

預計圍繞白矮星的軌道在其生命的巨星階段被清除，因此任何可能容納水從而容納生命的行星都將是最近的發展。該地區將至少可居住20億年，包括未來至少10億年。

95%以上的恆星最終會變成白矮星。例外是爆炸併成為黑洞或中子星的最大恆星。

Farihi教授補充說：“由於我們的太陽將在數十億年後成為白矮星，我們的研究提供了對我們自己太陽系未來的一瞥。”

當恆星開始耗盡氫氣時，它們會膨脹和冷卻，成為紅巨星。太陽將在40億到50億年後進入這個階段，吞噬水星、金星，可能還有地球。一旦外層物質輕輕吹走，氫氣耗盡，恆星的熱核心就會保持不變，數十億年來慢慢冷卻——這是恆星的白矮星相。

圍繞白矮星執行的行星對天文學家來說具有探測的挑戰性，因為這些恆星比主序星（如太陽）暗得多。到目前為止，天文學家只發現了一顆氣體巨星（如木星）繞白矮星執行的初步證據。

在這項新研究中，研究人員觀察了117光年外的白矮星WD1054-226，使用固定在智利拉西拉天文臺ESO 3。5米新技術望遠鏡（NTT）上的ULTRACAM高速相機記錄了18晚光線的變化。為了更好地解釋光線的變化，研究人員還查看了美國宇航局凌日系外行星巡天衛星（TESS）的資料，這些資料使研究人員能夠確認行星結構的軌道為25小時。

他們發現，WD1054-226的光線總是被穿過它前面的巨大軌道物質雲遮蔽，這表明圍繞恆星執行的行星碎片環。

宜居帶，有時稱為Goldilocks區，是理論上溫度允許液態水存在於行星表面的區域。與太陽這樣的恆星相比，白矮星的宜居帶將更小，更接近恆星，因為白矮星發出的光線更少，從而加熱。

在研究軌道上觀察到的結構位於恆星在紅巨星時會包圍的區域，因此可能相對較近地形成或到達，而不是從恆星及其行星系統的誕生中倖存下來。

這項研究得到了英國科學和技術設施委員會（STFC）的資助，涉及來自六個國家的研究人員團隊，包括波士頓大學、沃裡克大學、隆德大學、劍橋大學、聖安德魯斯大學、衛斯理大學、拉拉古納大學、納雷蘇安大學、謝菲爾德大學和加那利群島天文研究所。