一项新的研究发现，天文学家可能首次目睹了一颗类似太阳的恒星吞噬行星，这为了解大约四十亿年后地球的命运提供了线索，届时我们垂死的太阳将膨胀并吞没我们的世界。
通过分析无数恒星在其演化各个阶段的情况，天文学家发现，当我们的太阳和类似的恒星接近生命终结时，它们开始耗尽其主要燃料来源，即核心附近的氢。这导致它们的内核收缩，外壳膨胀和冷却。在这个“红巨星”阶段，这些恒星可能会膨胀到其原始直径的100到1000倍，吞噬轨道靠近的行星。
“我们知道这一定会发生在所有轨道距离小于地球轨道的行星上，但为这种情况提供实验证据被认为极具挑战性，”该研究的主要作者、麻省理工学院的天体物理学家基沙莱·德告诉 Space.com。
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几十年来，科学家们已经探测到恒星在吞噬行星行为发生之前和之后不久的证据。然而，德解释说，研究人员直到现在才捕捉到恒星正在吞噬行星的瞬间。
“老实说，对我来说最大的惊喜之一是我们在第一时间发现了它，”德在一封电子邮件中说。“行星吞噬一直是我们对恒星和行星理解的基本预测，但它们的频率一直非常不确定。因此，首次发现一个潜在的罕见事件总是令人兴奋的。”
在这项新研究中，德和他的同事在检查了 2020 年发生在银河系盘中，距离地球约 12,000 光年，靠近天鹰座的名为 ZTF SLRN-2020 的辐射爆发后取得了突破。在这次事件中，一颗恒星在一个星期内亮度增加了 100 倍。
“这项工作始于 2020 年，当时我实际上并没有寻找这种类型的事件，”德说。“我正在寻找一种更常见的爆发类型，称为新星。”新星是恒星爆炸，当红巨星将燃料倾泻到伴星白矮星上时可能会发生。
最初的发现是通过分析兹威基瞬变设施收集的数据做出的，该设施在加州理工学院帕洛玛天文台运行。兹威基瞬变设施扫描天空以寻找亮度快速变化的恒星，这可能是新星等事件。
为了更多地了解 ZTF SLRN-2020，德分析了来自明亮爆发的光谱。“那时我惊讶地发现，与新星不同，新星周围有热气体，而这个源主要被冷气体包围，”他说。
德解释说，来自此类爆发的冷气体通常是恒星合并的结果。当他随后查看夏威夷凯克天文台收集的同一颗恒星的数据时，他还发现了只能在非常低的温度下存在的分子。
冷气体可以随着时间的推移凝结形成尘埃。在最初发现大约一年后，德和他的同事分析了来自同一颗恒星的数据，这次是使用帕洛玛天文台的红外相机收集的。红外数据可以产生较冷物质的信号，这与通常来自新星和其他强大事件的明亮可见光信号形成对比。
科学家们发现，来自恒星的短暂可见光爆发伴随着异常明亮的近红外光信号，这些信号在六个月内缓慢消退。这证实了德的怀疑，“这个源确实形成了大量的尘埃，”他说。
当研究人员检查美国宇航局的红外太空望远镜NEOWISE收集的数据时，拼图的最后一块出现了。这表明，自最初爆发以来，恒星释放的总能量出奇地小——大约是过去观测到的任何恒星合并量级的千分之一。
德在一份声明中说：“这意味着无论什么东西与恒星合并，都必须比我们见过的任何其他恒星小 1,000 倍。” “巧合的是，木星的质量大约是太阳质量的千分之一。那时我们才意识到：这是一颗行星，撞向了它的恒星。”
根据爆发的性质，天文学家估计该事件释放的氢气相当于约 33 倍地球质量，以及约 0.33 倍地球质量的尘埃。由此，他们推测，原始恒星的质量约为我们太阳的 0.8 到 1.5 倍，而被吞噬的行星的质量约为木星的 1 到 10 倍。
预计当太阳在大约 50 亿年后变成红巨星时，地球将面临类似的命运。
“如果我坐在 10,000 光年外的一颗行星上，我基本上会看到来自太阳系的类似闪光——与这次事件相比，光线会稍微减弱，因为地球的质量远小于像木星这样的行星，我们认为木星参与了这次事件——这使这项发现的重要性具有了人文视角，”德说。
这项发现提出了许多问题。“行星是否在坠落中幸存下来，还是在坠落过程中被湮灭到恒星物质中？”德说。“行星是因为恒星的自然膨胀而与恒星表面接触，还是有什么东西给了它一个非常轻微的推动力使其靠近恒星？随着我们获得更多关于这个天体的数据并在未来发现更多事件，所有这些问题都将变得清晰。”
德说，既然科学家们知道行星吞噬可能是什么样子，“我们可以寻找未来类似的事件，尤其是在未来十年红外巡天变得越来越普遍的情况下”。“我们也可以回到这个系统，看看恒星是什么样子。它是否被行星污染了？它是否因为能量爆发而旋转起来？更重要的是，数据本身为理论提供了一个基础起点，试图理解行星本身如何影响它们的主恒星。”
科学家们今天（5 月 3 日）在《自然》杂志上在线详细介绍了他们的发现。
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