一颗恒星正在“吃掉”它的一颗行星,而这可能不是它的最后一餐。近日,国际天文学团队通过多个地面和太空望远镜,首次完整记录了一颗类太阳恒星吞噬近轨道行星的过程。更令人震惊的是,这颗恒星似乎意犹未尽——它周围还存在着另一颗即将被拖入死亡漩涡的行星。
这项研究发表于最新一期《自然》杂志,由美国麻省理工学院、哈佛-史密森天体物理学中心以及欧洲南方天文台的联合团队完成。观测目标是一颗位于银河系内、距离地球约1.2万光年的中年恒星,编号为“ZTF SLRN-2020”。2020年,加州理工学院帕洛马天文台的兹威基瞬态探测器(ZTF)首先捕捉到它突然爆发出的强烈光学信号——亮度在数天内急剧上升至平时的上百倍,随后缓慢衰减。
最初,天文学家以为这只是一次普通的恒星耀发,但后续多波段光谱分析揭示了令人震惊的事实:信号中检测到大量一氧化碳、硅酸盐以及金属元素——这些物质通常存在于行星岩石和大气中,而非恒星自身。研究团队由此确认,这颗恒星在极短时间内吞噬了一颗质量为木星数倍的气态巨行星。
“我们目睹了一颗行星在恒星表面被撕碎并吞入的情景,这在天文学观测史上尚属首次。”论文第一作者、麻省理工学院卡夫利天体物理研究所的基肖尔·帕特雷博士在新闻发布会上表示。他补充说,此前天文学家虽已发现众多“被吞食”的间接证据(如白矮星大气中的重元素污染),但从未直接捕捉到一颗行星被活活“吃掉”的实时画面。
模拟计算显示,这颗不幸的行星原本在距离恒星仅为0.01天文单位的极近轨道上运行(相当于地球到太阳距离的百分之一)。随着恒星步入红巨星演化阶段,其外层大气急剧膨胀,行星像飞蛾扑火般扎入恒星光球层,在超高温和极强潮汐力的共同作用下,被撕裂成碎片并气化,最终融入恒星内部。“我们看到的不只是一个闪光,而是一场持续数周的缓慢消化过程。”帕特雷形容说。
然而,真正让科学界感到不安的是后续数据:在吞噬事件结束后的几个月里,该恒星的亮度依然存在规律性波动。进一步分析表明,恒星周围还存在另一颗质量约为土星大小的行星,正处在与第一颗类似但稍远的轨道上。由于恒星吞噬事件改变了周围物质的动力学环境,这颗幸存行星的轨道正在迅速衰减。研究团队预测,它可能在数十万年内——对天文时间尺来说相当短暂——也会被恒星“吞食”。
“这颗恒星还没吃完。”合著者、哈佛大学天文系的萨拉·霍尔姆斯博士充满戏剧性地比喻,“就像一条鲨鱼,咬了一口之后,仍在围着下一口盘旋。”她指出,这一发现为研究行星系统的最终命运提供了前所未有的动态标本。
从更宏大的视角来看,太阳的命运与这颗恒星并无二致。约50亿年后,太阳将膨胀为红巨星,届时水星、金星甚至地球都可能被吞噬。此次事件第一次让人们看到了那幅未来图景的具体模样。
目前,研究团队正在申请使用詹姆斯·韦伯太空望远镜对该恒星进行更详细的红外光谱分析,以确定被吞食行星的确切化学成分,以及残留物质是否会在恒星周围形成新的尘埃盘。同时,这一事件也提醒天文学家:宇宙中正有无数类似的“吞食”悄然上演——只不过,我们终于有机会看清了其中一幕。