天文学家发现行星“自杀”

并非恒星膨胀吞噬，新观测显示行星或因轨道缩小而主动撞向其恒星。

在数十亿年后，我们的太阳将会步入衰亡，膨胀至如今体积的数百倍，届时地球及其他内行星都将被炽热的等离子云吞没。长久以来，天体物理学家认为这便是恒星吞噬其行星的唯一剧本。然而，借助 NASA 的 JWST 空间望远镜，天文学家们如今揭示了行星灭亡的另一种可能：主动一头扎进自己的母恒星。这一发现已于本月发表在《天体物理学杂志》上。

“他们讲述的这个故事确实引人入胜，”加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的系外行星研究员 Adam Burgasser 评论道，他并未参与此项研究。“关键在于，并非恒星在膨胀，而是行星自身在坠落。”

故事的主角是一颗位于我们 Milky Way Galaxy 内、距离地球 12000 光年的恒星。它最初进入研究人员的视野是在 2023 年，当时它爆发出一阵异乎寻常的闪光。那次的观测由帕洛玛天文台(Palomar Observatory)上 1.2 米望远镜的兹威基瞬变设施(Zwicky Transient Facility)完成，观测结果似乎表明，这颗恒星在其生命末期，即所谓的红巨星阶段，因急剧膨胀而吞噬了一颗行星。这在当时被认为是天文学家首次直接观测到的此类“天体杀婴”事件。

因此，当有机会利用威力更强大的 JWST 空间望远镜进行观测时，这组研究人员毫不犹豫地决定重返这个“事件现场”。“既然这被认为是首例被直接探测到的行星吞噬事件，那还有什么目标比它更值得我们深入探究呢？”新研究的主要作者、美国国家科学基金会 NOIRLab 的天文学家 Ryan Lau 表示。

然而，情节的发展如同 Dashiell Hammett 侦探小说中的意外转折，新的观测结果彻底推翻了最初那个看似清晰的结论。数据显示，这颗恒星的光度表明它其实还相当“年轻”，远未达到能够膨胀成红巨星的阶段。这就意味着，它根本不可能膨胀到足以吞没那颗行星。

基于新的观测，Lau 和他的同事们提出了一个截然不同的解释：那颗行星大小与木星相当，其运行轨道可能与水星绕太阳的距离近似。在数百万年的时间里，这颗行星的轨道逐渐收缩，越来越靠近它的恒星，最终两个天体发生了灾难性的合并。因此，这与其说是一场“杀婴”，更像是一次行星的“天体物理式自杀”。这次猛烈的撞击导致恒星向外抛射出大量外层气体，这些气体随后会逐渐冷却并凝聚成尘埃。

研究团队推测，这颗行星漫长而蜿蜒的“死亡螺旋”很可能是这样开始的：恒星强大的引力首先像月球作用于地球海洋那样，对行星产生潮汐力，使其发生形变。这种持续的拉伸变形会在行星内部产生摩擦，消耗掉一部分行星的轨道能量，导致它一点点地向恒星靠近。最终，当行星足够接近，开始掠过恒星的大气层时，会遭遇巨大的拖拽力，使其在解体的同时，加速坠入恒星内部。

不过，Lau 也强调，目前这项新分析仍处于初步阶段。“我们确信可以排除最初关于恒星膨胀的假设，但目前支持新理论的更多是间接证据。”他指出，迄今为止，JWST 的观测主要集中在一个较窄的红外光波段。Lau 表示，未来计划利用 JWST 更宽广的观测光谱范围，特别是观测更长的红外波长，这将有助于团队更深入地了解恒星周围的尘埃云特性，从而验证他们提出的新假说。

Adam Burgasser 对此也提出了进一步的思考，特别是关于观测结果的可靠性。“我们不能排除一种可能性，即恒星与我们之间存在的尘埃遮挡了部分光线，使得它看起来比实际更暗淡，就像一个更年轻的恒星。因此，需要更多的测量来排除或证实这种可能性。”他补充说，如果后续观测能够确认目前报告的恒星光度，“那将为这个‘行星自杀’的新解释提供决定性的证据。”

同时，Adam Burgasser 也对这种行星死亡方式的普遍性感到好奇。随着位于 Chile 的 Vera C. Rubin 天文台预计在今年晚些时候投入运行，天文学家将获得前所未有的高分辨率宇宙图像。Burgasser 相信，届时我们或许能发现更多以类似方式螺旋坠向毁灭宿命的行星。“也许，这(行星‘自杀’)其实是一种相当普遍的宇宙现象。”

本文译自 Science，由 sein 编辑发布。