在我們的視角中，天上的星星似乎是亙古不變的。然而，天文學(xué)家早已發(fā)現(xiàn)，包括太陽(yáng)在內(nèi)的所有恒星，都是有生命周期的。當(dāng)一顆恒星走向死亡時(shí)，如果繞其旋轉(zhuǎn)的行星離得夠近，那么行星將被無情地吞噬掉！

最近，由麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)和加州理工學(xué)院等研究機(jī)構(gòu)在著名的科學(xué)雜志《Nature》上就報(bào)道了一顆正在死亡的恒星吞噬其周圍行星的事件，盡管這樣的場(chǎng)景早已被預(yù)測(cè)，但這是第一次真正被捕捉。

那么，為什么我們需要關(guān)注這樣一個(gè)聽起來似乎與我們毫無關(guān)系的事情呢？事實(shí)上，未來，地球也將面臨相同的命運(yùn)。

(資料圖)

從誕生到死亡，恒星的一生會(huì)經(jīng)歷不同的演化階段。在整個(gè)生命周期中，恒星所處的時(shí)間最長(zhǎng)的階段是“主序”階段，我們的太陽(yáng)當(dāng)前就處在這一階段。離開“主序”階段后，恒星將邁向死亡，這就意味著恒星的燃料即將耗盡。在這個(gè)瀕死的過程中，恒星體積會(huì)變得越來越大。例如，質(zhì)量為0.7到2倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星，其死亡過程中的最大半徑約能達(dá)到“主序”階段半徑的300倍。如此的龐然大物必然會(huì)將周圍的一些軌道半徑較小的行星吞噬掉。

在未來，這樣的畫面也會(huì)出現(xiàn)在太陽(yáng)系內(nèi)。太陽(yáng)當(dāng)前的年齡約46億歲，隨著太陽(yáng)年齡越來越大，它的體積也會(huì)越來越大，根據(jù)恒星演化模型推算，再過約64億年，太陽(yáng)將迅速膨脹；之后約3億年，太陽(yáng)將膨脹到水星和金星軌道的大小，并將它們吞噬；再經(jīng)過約2億年，太陽(yáng)將膨脹到地球和火星軌道的大小，屆時(shí)我們的地球和火星也將被太陽(yáng)吞噬。

目前天文學(xué)家觀測(cè)到的很多系外行星最終都可能被其恒星吞噬，然而直接捕捉到這樣的事件的概率非常低。據(jù)估計(jì)，我們生活的銀河系每年最多只發(fā)生幾起這樣的事件。而要捕捉此類現(xiàn)象，對(duì)觀測(cè)的要求非常之高：它需要能夠同時(shí)觀測(cè)非常大的天區(qū)、需要對(duì)這些天區(qū)進(jìn)行持續(xù)的觀測(cè)、需要能夠觀測(cè)到很暗弱的源。用天文學(xué)家的話來說，就是需要高靈敏度、大視場(chǎng)的時(shí)域巡天觀測(cè)。

在這項(xiàng)最新的發(fā)現(xiàn)中，研究人員使用的數(shù)據(jù)來自于加州理工學(xué)院的ZTF光學(xué)波段時(shí)域巡天觀測(cè)的結(jié)果，該巡天項(xiàng)目始于2017年，一次觀測(cè)能觀測(cè)47平方度（相當(dāng)于200多倍月亮的尺度），使用的望遠(yuǎn)鏡口徑約為1.2米。

2020年，研究人員在利用ZTF巡天觀測(cè)數(shù)據(jù)搜尋一類爆發(fā)的雙星系統(tǒng)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了這個(gè)天體事件。該團(tuán)隊(duì)搜尋的雙星系統(tǒng)在爆發(fā)時(shí)亮度會(huì)增加1000倍以上，而在這個(gè)事件中，天體的亮度只增加100倍左右。后續(xù)，研究團(tuán)隊(duì)搜集了其它的數(shù)據(jù)，并結(jié)合了計(jì)算機(jī)模擬，在排除了其他的可能性后，最后認(rèn)定這很有可能是“正在死亡的恒星吞噬其周圍行星”的事件。

當(dāng)前，我國(guó)也正在緊鑼密鼓地進(jìn)行此類設(shè)備的研制和建設(shè)。例如，目前云南大學(xué)的多通道測(cè)光巡天望遠(yuǎn)鏡Mephisto已經(jīng)建成，并且能同時(shí)在三個(gè)波段進(jìn)行觀測(cè)；正在籌建中的“司天工程”未來可以實(shí)現(xiàn)大天區(qū)（1萬平方度，相當(dāng)于5萬倍月亮的尺度）高頻次（30分鐘觀測(cè)一次）觀測(cè)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和紫金山天文臺(tái)共建的2.5米“墨子”巡天望遠(yuǎn)鏡，預(yù)期在今年夏天開始觀測(cè)，和ZTF巡天相比雖然視場(chǎng)小一些（6.55平方度），但是由于臺(tái)址好，望遠(yuǎn)鏡的口徑大，所以靈敏度要高10倍。

隨著我國(guó)的這些觀測(cè)設(shè)備投入使用，未來我們也將有望捕捉到此類恒星吞噬其周圍行星的事件。

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

作者：房敏

審核：韓文標(biāo) 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái) 研究員

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

來源: 星空計(jì)劃

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