两项最新研究显示,一颗距离地球约 1300 光年的恒星有迹象表明刚刚吞噬了它的一颗行星,而且现在正准备吃第二顿。
对于许多行星来说,它们在宇宙中的宿命就是有朝一日被自己的宿主恒星吞噬,然后慢慢融化成基本元素。这个过程被称为“行星吞噬”,我们的太阳系注定也会发生这种情况。几十亿年后,当太阳膨胀进入红巨星阶段时,它将吞噬水星、金星,甚至可能包括地球。
目前,天文学家可以在其他地方看到行星被吞噬的例子。因为这个过程会留下元素线索,像宇宙中的饼干碎屑一样,印在恒星的光芒中。
这正是研究人员在那颗被命名为 TOI-5882 的饥饿恒星上看到的现象:它闪烁的光芒中,带有一颗可能是行星的半消化残骸。根据一项发表在《天体物理学杂志》上的研究,这颗行星可能是被它的邻居推向了毁灭的深渊。这个邻居是一颗被称为褐矮星的巨大天体,也在近距离绕着同一颗恒星运行。
这颗褐矮星的质量是木星的 22 倍,它可以轻易扰乱邻近行星的轨道。但它最终也会遭到报应,不可避免地沦为恒星的盘中餐。根据《天体物理学杂志快报》上周发表的另一项研究,这一天到来的时间可能比此前预期的更早。
“吞噬事件能告诉你关于恒星的信息,也能告诉你关于系外行星的信息,这就是它的奇妙之处,”智利宗座天主教大学天体物理研究所的教员、第一项研究的作者克劳迪娅·阿吉莱拉-戈麦斯说,“它把天文学中这两个通常互不相干的领域联系了起来。”
TOI-5882 的质量比太阳大 30% 左右。去年它引起了天文学家的注意,部分原因在于绕其运行的褐矮星。这个名为 TOI-5882-b 的巨大天体离恒星非常近,每周绕其运行一圈。这么近的距离注定了它未来会被吞噬。
但当天文学家仔细观察这个星系时,他们发现 TOI-5882 的星光显示出异常高含量的锂。锂在行星上的丰度远高于恒星。难道已经有一颗行星遇难了吗?
科学家已经发现了锂和其他行星成分在许多恒星中存在的迹象,这暗示它们过去可能吞噬过行星。威斯康星大学麦迪逊分校天文学和物理学助理教授、两项研究的作者梅琳达·苏亚雷斯-富尔塔多表示,虽然很难确凿地证明这些化学特征来自行星,但 TOI-5882 正处于其演化过程中的一个“黄金期”,这让其他解释变得不太可能。她指出,年轻和非常古老的恒星都天然富含锂,但 TOI-5882 既不是“新生儿”,也不是“老人家”,这就排除了这种可能性。
因此,TOI-5882 很可能吃掉了它的一颗行星。然而,还有一个谜团有待解开。这颗恒星还不是红巨星,它并没有膨胀,因此不太可能是通过这种方式吞噬行星的。
密歇根大学天文学研究生、第一项研究的负责人布鲁克·科滕说,褐矮星的存在提供了另一种解释:凭借其巨大的质量,TOI-5882-b 的引力可能将一颗行星抛出轨道,使其与恒星相撞,最终走向火海般的死亡。
这个“混沌制造者” TOI-5882-b,加上锂特征,表明这颗注定灭亡的行星——可能是一颗岩石“超级地球”或海王星质量的世界——很可能在过去 20 亿年内的某个时候被抛向了它的恒星。恒星吞噬它的过程会很快,可能只持续几天或几周,尽管它在烈火中死亡留下的元素痕迹可能会持续数十亿年。
“吞噬事件发生得非常快,这就是为什么我们看不到它们实时发生,”科滕女士说。她在威斯康星大学麦迪逊分校读本科时开始了这项研究。
如果这颗消失的行星是开胃菜,那么褐矮星 TOI-5882-b 就是主菜。
虽然之前的预测表明,这颗褐矮星可能会在约 1.1 亿年后被吞噬,但第二项研究显示,这颗恒星最终可能会享受到更快的“上菜服务”。
麻省理工学院攻读天体物理学的研究生里特维克·纳拉扬领导的研究团队,对行星与恒星内部之间的潮汐动力学进行了模型测试。这项技术表明,褐矮星盘旋坠入恒星的速度可能是最初估计的 2 到 6 倍。
纳拉扬先生说:“也许在接下来的 2500 万到 3000 万年里,它就会进入能够被吞噬的位置。”
研究人员计划继续寻找 TOI-5882 吞噬行星的其他迹象。科滕女士说:“对我来说,这就像当侦探一样。我们一直在收集线索。”
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