作為恒星在演化末期剩下的殘骸，白矮星雖然沒(méi)有了核聚變提供能量，但它殘余的熱量仍然十分驚人，足以向外輻射幾十億、甚至是上千億年。既然有足夠的熱量，理論上它也會(huì)有自己的宜居帶。假如這個(gè)宜居帶內(nèi)存在行星的話(huà)，它是否也能演化出生命呢？而生命生活在這樣一顆行星上，又會(huì)是種什么樣的體驗(yàn)?zāi)兀?/em>

我們知道，白矮星是小質(zhì)量恒星的殘骸。比如說(shuō)我們的太陽(yáng)，大約再過(guò)個(gè) 50 億年，它也會(huì)演變成一顆小白矮星。由于到了演化末期，恒星的核燃料不夠了，核聚變無(wú)法提供足夠的支撐力，于是恒星的物質(zhì)在自身的重力作用下向內(nèi)塌陷。由于恒星的物質(zhì)太多，質(zhì)量實(shí)在太大，以至于維持物質(zhì)正常結(jié)構(gòu)的最后一道屏障 —— 泡利不相容原理也無(wú)法抗衡物質(zhì)的塌陷。原本一個(gè)軌道只能容納兩個(gè)電子，現(xiàn)在所有核外電子全都被擠到了同一條軌道上，這就是白矮星所處的電子簡(jiǎn)并態(tài)。處于簡(jiǎn)并態(tài)的物質(zhì)密度非常高，一個(gè)與太陽(yáng)質(zhì)量相當(dāng)?shù)陌装牵w積和地球差不多。隨便抓一把白矮星物質(zhì)，重量都相當(dāng)于一輛卡車(chē)。

由于白矮星的前身畢竟是恒星的核心，曾經(jīng)的溫度可以達(dá)到數(shù)千萬(wàn)、甚至是上億度。變成白矮星后，雖然溫度大不如從前，但“瘦死的駱駝比馬大”，如今它的表面溫度依然可以高達(dá)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)度。相比之下，太陽(yáng)的表面只有區(qū)區(qū)六千度。這些儲(chǔ)存下來(lái)的能量是如此之多，以至于白矮星僅靠吃老本也能持續(xù)發(fā)光發(fā)熱數(shù)十億、乃至數(shù)百億年。這也是為什么至今我們也沒(méi)發(fā)現(xiàn)完全冷卻掉的白矮星，也就是黑矮星的存在。

白矮星的熱輻射主要集中在可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)波段，不過(guò)由于個(gè)頭太小，整體的亮度并不高。因此，雖然白矮星也可以有宜居帶，但是和太陽(yáng)這樣的宜居帶相比，白矮星的宜居帶一方面距離很近，頂多只有幾百萬(wàn)公里，最近甚至只有月球到地球的 2 倍；另一方面，它的范圍很狹小，留給行星軌道的空間不是很多。

不過(guò)它也有個(gè)好處，就是鑒于白矮星的壽命很長(zhǎng)，它的宜居帶存續(xù)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。而且和同樣非常長(zhǎng)久的紅矮星宜居帶相比，白矮星的宜居帶十分穩(wěn)定。畢竟，白矮星的體內(nèi)沒(méi)有核聚變這種不穩(wěn)定因素，不會(huì)時(shí)不時(shí)來(lái)個(gè)耀斑或日冕物質(zhì)拋射什么的，它僅僅是像燒焦的木炭一樣發(fā)揮著余熱。如此一來(lái)，它周?chē)行堑拇髿夂退蛟S可以幸免于難。那這是否意味著，假如這里真有行星的話(huà)，它上面存在生命或許還真不是不可能。

雖然理論上白矮星附近可以存在類(lèi)地行星，但是白矮星周?chē)男行菢O為罕見(jiàn)。截止目前天文學(xué)家僅發(fā)現(xiàn)了幾顆，還都是些氣態(tài)行星。

因?yàn)樵谝汛_認(rèn)的五千多顆系外行星中，有將近一半是開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡通過(guò)凌日法發(fā)現(xiàn)的。對(duì)于白矮星這種小不點(diǎn)來(lái)說(shuō)，凌日法非常不友好，只能通過(guò)其他方法，比如分析光譜多普勒變化的視向速度法?；蛘呦袂安痪茫揽?JWST 對(duì)距離小恒星較遠(yuǎn)的巨行星直接成像。

這些方法雖然沒(méi)能在白矮星附近發(fā)現(xiàn)類(lèi)地行星，但是一些間接證據(jù)表明，白矮星周?chē)_實(shí)曾經(jīng)存在過(guò)類(lèi)地行星。

2004 年，天文學(xué)家在對(duì)一顆距離地球 150 光年的白矮星（GD 362）觀(guān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，它的光譜和其他白矮星不太一樣，里面似乎含有較高的金屬元素，這意味著這顆白矮星的大氣可能被外來(lái)金屬元素污染了。

次年，天文學(xué)家通過(guò)紅外線(xiàn)觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，這顆白矮星的周?chē)幸蝗w積相當(dāng)于土星環(huán)那么大的塵埃環(huán)，白矮星大氣的金屬污染很可能就來(lái)源于此。之后，通過(guò)分析研究人員認(rèn)為，這顆白矮星的塵埃環(huán)和大氣污染的罪魁禍?zhǔn)卓赡苁且活w小行星。

這是一顆直徑大約 200 公里巖質(zhì)小行星。在白矮星還是主序星的時(shí)候，這顆小行星原本可能是一顆類(lèi)地行星地殼的一部分。之后，那顆類(lèi)地行星或許被膨脹的紅巨星“吃了吐”，或許被后來(lái)形成的白矮星潮汐力撕碎，總之它被瓦解成了碎片。在白矮星的引力作用下，這些碎片一部分落入了白矮星的大氣層，導(dǎo)致了白矮星大氣的金屬污染；而另一部分還沒(méi)落入的則變成了白矮星周?chē)膲m埃盤(pán)。

總的來(lái)說(shuō)，白矮星周?chē)嬖谝司有行沁@件事，一方面確實(shí)有可能，另一方面也確實(shí)很難穩(wěn)定存在。畢竟作為致密星，它的潮汐力太大了。加上它的宜居帶還那么近，一顆行星要想穩(wěn)定存在于這里，勢(shì)必需要滿(mǎn)足一些苛刻的條件。

比如它的公轉(zhuǎn)速度必須非?？?，可能只有幾個(gè)小時(shí)，這樣才能抵消白矮星的強(qiáng)大引力。另外，行星的個(gè)頭也不能太大，密度不能太低，不然很容易就被白矮星的潮汐力瓦解。

因此可以推測(cè)，假如你來(lái)到這樣一顆行星上，首先你可能無(wú)法承受自己的體重，因?yàn)樗厦娴闹亓?huì)非常大。假如它上面有動(dòng)物的話(huà)，也許會(huì)是些有著強(qiáng)壯骨骼和肌肉的小個(gè)子生物。

在這里，天上的“太陽(yáng)”（也就是白矮星）看起來(lái)會(huì)很大，而且輻射也非常強(qiáng)。這里的生物可能需要很強(qiáng)的抗輻射能力，或者干脆長(zhǎng)年躲藏在地下或深海中。不過(guò)鑒于距離白矮星非常近，這顆行星大概率會(huì)被潮汐鎖定，一面永遠(yuǎn)是白晝，一面永遠(yuǎn)是黑夜。這樣一來(lái)，這顆行星勢(shì)必會(huì)擁有極端的溫差，生物更多可能會(huì)生活在晝夜交界處這種地方。

假如真有這樣一顆行星的話(huà)，沒(méi)準(zhǔn)它上面的生命更有機(jī)會(huì)演化出更高級(jí)的文明。因?yàn)橄噍^于主序星的行星，白矮星的行星有著大把的時(shí)間。哪怕今天的它們還只是單細(xì)胞生物，但經(jīng)過(guò)百億年的演化，當(dāng)?shù)厍蛟缫鸦绎w煙滅時(shí)，而它們或許正如日中天。

參考資料：

• [1] https://en.wikipedia.org/wiki/White_dwarf

• [2] https://en.wikipedia.org/wiki/GD_362

• [3] https://arxiv.org/abs/astro-ph/0509193

• [4] https://arxiv.org/abs/2310.15219

• [5] https://arxiv.org/abs/2401.13153

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：Linvo 說(shuō)宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo

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