为什么有些白矮星有尘埃云，有些却没有？

通过研究彗星和小行星在离它们的母恒星太近时是如何分裂和蒸发的，科学家们解决了一个白矮星恒星的难题。

当一颗恒星耗尽了它的核燃料，它首先膨胀成巨大的体积，然后坍缩成一个稠密的地球大小的残余物时，就会形成白矮星。

最初膨胀的体积被称为红巨星，它的体积足以吞噬远至地球甚至火星的行星。然后它内爆，留下白矮星，它最初的温度可以高达5万摄氏度，直到它逐渐冷却到默默无闻。

到目前为止，科学家的观测也符合以上的说法。但天文学家发现，其中约4%似乎伴随着尘埃云。

美国行星科学研究所的乔丹·斯特克洛夫在本周美国天文学会行星分部的虚拟会议上说：“这回避了一个问题，如果白矮星本应在红巨星阶段清除掉所有这些碎片，那么为什么其中一些被观测到似乎有着紧邻轨道的尘埃碎片盘呢？”

他说，以前人们认为这些圆盘是由行星或小行星形成的，这些星体在红巨星阶段离恒星足够远，足以在自焚状态下幸存下来，但随后又向内坠落，在白矮星的重力作用下卷曲得如此之深，以至于被撕裂成碎片——这是发生在通常被称为罗氏极限（Roche limit）的距离处。

然后这些碎片会被恒星发出光的压力分散成一个“很紧的尘埃碎片圆盘”。

这个理论有一个很大的问题。人们会认为年轻的白矮星会有不太稳定的行星系统，这要归功于伴随着红巨星毁灭所有内部行星的引力破坏。换言之，他们应该有更多的小行星朝着恒星坠落，然后被撕成尘埃。

而且，年轻的白矮星更热，因此也更亮，应该更擅长用碎裂的行星碎片制造尘土飞扬的圆盘。

但是，斯特克洛夫说，这并不是天文学家所看到的。年轻的超热白矮星没有尘埃圆盘。只有当白矮星冷却到大约27000℃以下时，他们才真正看到尘土飞扬的碎片盘开始出现。

他说，答案是相当明显的但以前被忽视了：如果一颗行星离一颗超级热的恒星太近，它不仅会碎裂成尘埃，尘埃也会被热量蒸发，他把这个过程称为升华。那结果就是，科学家观测不到灰尘组成的碎片盘。

“它需要在升华极限之外，在罗氏极限之内，”他说。

罗氏极限是由恒星的质量决定的，但升华极限是由恒星的亮度决定的，亮度随着恒星冷却而下降。

他说，事实证明，对于年轻的超热白矮星来说，罗氏极限在升华极限之内。任何落在离恒星足够近而被粉碎的东西也将被蒸发。

他说，只有当白矮星冷却到2.5万到3.2万摄氏度之间时，这种情况才会逆转。确切的温度取决于尘埃所含的矿物类型。事实上，如果假设这些圆盘中的尘埃与我们太阳系小行星中的物质相似，这个数字更接近27000度。

这可能是他最重要的发现之一。“27000度的极限表明，我们发现的围绕白矮星运行的物质很可能类似于我们太阳系中的小行星，”他说。