白矮星光譜中藏有行星訊息

白矮星是低質量恆星燃燒完核心的氫所殘留下的碳氧核心，然而光譜觀測發現其大氣多是由氫和氦組成。此差異主要因其表面重力較大，產生分層效應（較重的元素沉澱較快）較明顯，比氦重的元素在很短時間（和冷卻時間相比）內就沉澱，使得大氣多是由氫和氦組成。大氣雖然佔白矮星質量不超過1%，但是其透明度會影響其冷卻時間。

白矮星的光譜分類是由D加上根據貢獻譜線主要特徵元素的描述，例如DB分類的白矮星光譜中主要有氦的譜線。約有25%至50%的白矮星大氣有金屬存在，研究發現其來自受其潮汐力扯散的行星碎片，因吸積進入白矮星大氣而形成。分析帶有金屬譜線的白矮星光譜，是測量行星組成的有力工具之一，研究發現其組成多與類地行星相似。科學家也在約75%的DB型白矮星中發現氫譜線，其來源還無法確定，可能來自演化成白矮星的恆星、吸積外部天體或星際介質，或從內部大氣而來。因有金屬譜線的白矮星大氣，含有氫譜線的比例較高，推測有些氫是來自吸積的行星碎片。

本研究使用威廉·赫歇爾（William Herschel）望遠鏡和凱克（Keck）望遠鏡分析GD424白矮星，已知其氦大氣中有金屬及許多氫譜線。研究人員擬合合成光譜、不同濾鏡亮度和來自蓋亞（Gaia）太空望遠鏡的視差以獲得光譜，並藉此推得GD424的物理性質，如溫度約16560 K、質量約0.01倍太陽質量、大小約0.01太陽半徑並估計其冷卻時間約為2.15億年。亦從光譜中辨認出11種金屬物質及其含量，科學家認為吸積事件處於增加或穩定狀態，而被分解的行星碎片組成類似CI球粒隕石（碳質球粒隕石的一種）或地球。白矮星大氣中部分的氫是早期由富含水的行星碎片吸積而來。

【圖：西班牙拉拉古納大學；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年12月23日出版 arXiv 論文預印本網站

GB = Giclas dwarf = Lowell Proper Motion Survey (Giclas dwarf) = 羅威爾吉克拉斯矮星自行星表