（图片来源：华威大学/ Mark Garlick）
如果不是太阳一直为我们提供能量的话，地球上根本不会有生命存在。但这样的恒星终会耗尽燃料，膨胀成红巨星，最后坍缩成又小又暗淡的白矮星。所以当太阳死去，地球和太阳系中的其他行星又会发生什么呢？目前答案尚不明确。
现在我的同事和我发现了一颗行星的核心残骸，它停留在410光年之外，绕着白矮星SDSSJ122859.93+104032.9公转。我们的结果发表在Science上，它为太阳系中行星的命运提供了重要的线索。
科学家们辨认出了几千颗绕着其他恒星公转的“太阳系外行星”，其中许多行星与地球相像。他们还发现了白矮星周围的吸积盘和碎片，但其中只有一例是行星碎片。这种残骸之所以那么难找是因为它们非常小，以至于对母恒星的引力作用微乎其微。
我们想出了一种全新的方法来探测白矮星周围的气体。这种方法叫做光谱学，能够把我们看到物体的光分成不同的颜色，像三棱镜一样产生一个光谱。我们用了世界上最大的天文望远镜，大金丝雀望远镜（口径10.4米）来观察。
大金丝雀望远镜。（图片来源：Pixabay）
我们找到的行星碎片能产生一股气体，该气体能被我们的光谱仪探测到。当它靠近或远离我们的时候，通过观察它光谱颜色的变化，我们就可以观察到它如何绕着恒星公转。这种颜色变化的现象叫做多普勒效应，这基本上就是由运动导致的对波的拉伸和挤压。这就跟当救护车靠近你时音调高，远离你时音调低的道理是一样的。
该天体在吸积盘和尘埃中绕主星转一圈的时间大约为两年，公转半径比太阳半径略小。
神秘的天体
这发现是令人惊奇的，因为我们并没有想到居然有事物能存在于距离白矮星那么近的位置。一个白矮星大约只有地球那么大，但它的质量大约是太阳的60%-70%，也就是说它的密度极大。当一个物体绕白矮星公转太近时，白矮星巨大的引力就会把它撕碎。这就是形成吸积盘的那些物质的命运。
所以它究竟是如何躲过被撕碎的命运的呢? 它要么十分致密，要么就是有什么内部力量把它聚在一起。我们计算出它的最大直径为720km，这大概是一颗小行星的大小。相比之下，我们太阳系中的矮行星Ceres直径约为946km。
这个天体的起源还是一个谜。一种可能是这是一颗小行星的核，这颗小行星被离残留行星系统更远的像木星一样的大行星推向白矮星。当小行星靠近白矮星，它的地壳和地幔层都会被剥下来。
而剩下的将会是它致密，成分主要为铁的核心。这种物体还是很常见的，我们的太阳系中就有这样一个例子：16-Psyche小行星。
地球末日？
我们刚发现的这类系统能帮助我们理解我们自己行星系统的未来。在未来大约五十亿年里，太阳最终会膨胀为红巨星。那时，它会吞噬水星、金星，很有可能还有地球——除非我们能把我们的行星移向更高的轨道，这理论上应该是可能的。然而，火星、小行星带和剩下的太阳系会躲过被吞噬的命运，在太阳坍塌为白矮星时还继续公转。
在这过程中，像木星这样的行星也可能会向白矮星发射出小行星、卫星或甚至小型行星。在那里它们将面临被部分或全部瓦解的命运，形成一个吸积盘，就像我们之前调查的那个一样。任何行星或卫星碎片上的有机生物都不太可能存活下来。就算它们活下来了，仅靠白矮星黯淡的光，它们也很难继续活下去。
这不仅是太阳系的命运，还是几乎所有已知行星系统的命运。在更近的将来，我们希望能用这次研究发展出来的方法找到更多其他白矮星周围的行星。我们已知有六颗候选白矮星周围有尘埃和气体组成的吸积盘，我们想要知道这些吸积盘是不是能证明小行星存在的证据。我们找到越多这样的行星，对太阳死去时太阳系的命运就更清楚。
但我们的技术也能帮助我们发现更多太阳系外行星的组成——对围绕像太阳一样恒星转动的行星来说，这是很难做到的。一颗标准白矮星的大气成分很单纯，如果不是氢气就是氦气。但当它吞噬行星时，它的大气就会被污染——这允许我们计算出每种元素的占比。它能告诉我们正在瓦解的行星是由什么组成的，其中是不是有水，从而帮助我们更好地了解什么样的系外行星最有可能存在生命。
