天文學(xué)家們首次觀測(cè)到,一顆約有100億年的恒星,一口吃下靠近它的一顆行星,場(chǎng)面驚心動(dòng)魄。5月3日,麻省理工學(xué)院的天文學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表一份研究報(bào)告,他們觀測(cè)到恒星吞噬行星的場(chǎng)景。
這場(chǎng)銀河系的吞噬發(fā)生在1萬(wàn)到1.5萬(wàn)光年遠(yuǎn)的天鷹座附近,一顆約有100億年的恒星,不成比例地急速膨脹,一口就吃下靠近它運(yùn)行的一顆行星。之前天文學(xué)家觀測(cè)過(guò)其它恒星蠶食行星以及食后的跡象,這是第一次觀測(cè)到行星正在被吞噬的場(chǎng)景。
麻省理工學(xué)院研究員基沙雷·德說(shuō):“我們一直缺的就是當(dāng)場(chǎng)逮住恒星吞噬行星那一刻驚心動(dòng)魄的場(chǎng)面?!毖芯咳藛T認(rèn)為,這個(gè)行星被吞噬的命運(yùn),預(yù)示地球未來(lái)的悲劇。我們的太陽(yáng)終有一天會(huì)變成紅巨星,并吞噬太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)的四顆行星。
這顆遙遠(yuǎn)的行星在距地球1.3萬(wàn)光年外迎來(lái)了殘酷的結(jié)局,它公轉(zhuǎn)圍繞的那顆恒星迅速膨脹,體積擴(kuò)大了數(shù)千倍。天文學(xué)家目睹了這個(gè)“倒霉鬼”的湮滅,在長(zhǎng)達(dá)10天的時(shí)間里,獨(dú)特的白熱閃光逐漸增強(qiáng)。通過(guò)研究迸發(fā)出的閃光以及吞噬行星的恒星“飽嗝”里的物質(zhì)的化學(xué)特性,科學(xué)家確定了該行星是一個(gè)比地球大至少30倍的氣態(tài)巨行星。
恒星在漫長(zhǎng)一生中的主要時(shí)間里,燃燒靠的是將氫原子聚變成氦。不過(guò),一旦它們的氫燃料用光了,那就會(huì)開(kāi)始將氦用于聚變,這會(huì)導(dǎo)致能量輸出爆發(fā)式增長(zhǎng),它們的體積也會(huì)比最初膨脹數(shù)百倍甚至數(shù)千倍之多,在轉(zhuǎn)變成為紅巨星的期間吞噬掉它們的內(nèi)行星。
天文學(xué)家一開(kāi)始是通過(guò)茲威基瞬變?cè)O(shè)施觀察到了這股不尋常的光。然后他們發(fā)現(xiàn)這道被命名為“ZTF SLRN-2020”的光變成了一道明亮的光束,亮度在接下來(lái)的10天內(nèi)增強(qiáng)了100倍。這光持續(xù)了100天才最終熄滅下來(lái)。
為了調(diào)查是什么點(diǎn)亮了這束光,研究人員找到了夏威夷的凱克天文臺(tái),請(qǐng)他們用光譜儀將光線按波長(zhǎng)進(jìn)行分解,以確定它的化學(xué)成分。起初,研究人員以為自己看到的是一顆新星——一種垂死的雙星,當(dāng)其中一顆白矮星的外層從另外一顆紅巨星那里盜取熱焰時(shí)會(huì)突然變得更加明亮,但是化學(xué)特征對(duì)不上號(hào)。
研究人員表示看到的那些分子“只會(huì)存在于非常寒冷的恒星中”,“而當(dāng)一顆恒星更加明亮?xí)r,通常會(huì)變得更為熾熱。因此與低溫和亮度增加的恒星是沒(méi)關(guān)系的?!?/p>
研究人員通過(guò)使用美國(guó)宇航局的近地天體廣角紅外線探測(cè)望遠(yuǎn)鏡(NEOWISE),找出了謎底的最后一片拼圖——閃光所釋放出來(lái)的能量非常微弱,大約只有此前任意恒星合并時(shí)所放射出來(lái)光亮的千分之一。這時(shí)天文學(xué)家意識(shí)到,他們捕捉到的是一顆木星大小的行星被它的恒星所吞噬的最終時(shí)刻,在墜入這顆紅巨星的核心之前閃耀的燃燒著,最后歸于塵埃。
恒星吞噬自己行星的證據(jù)早已在恒星周?chē)幕瘜W(xué)特征中被發(fā)現(xiàn),但這次是史無(wú)前例的直接觀察。研究人員表示,在大約50億年后當(dāng)?shù)厍蜻B同金星、水星一起參加太陽(yáng)的死亡“晚宴”時(shí),宇宙其他部分將會(huì)看到怎樣一番景象,這次的觀察就提供了至關(guān)重要的見(jiàn)解。
當(dāng)這顆恒星吞噬了這顆行星時(shí),它膨脹的外層繼續(xù)冷卻,在恒星周?chē)纬闪艘粓F(tuán)塵埃云,這種塵埃云發(fā)出了能被帕洛馬天文臺(tái)觀測(cè)到的長(zhǎng)期紅外信號(hào)。研究人員說(shuō),這構(gòu)成了我們對(duì)行星系統(tǒng)演化的理解中“缺失的一環(huán)”。他們將這類(lèi)事件命名為“亞發(fā)光紅新星”,并相信“ZTF SLRN-2020”可以幫助我們了解行星被吞沒(méi),對(duì)后期恒星的亮度、化學(xué)成分和旋轉(zhuǎn)速度的影響。
“我們看到了地球的未來(lái),”麻省理工學(xué)院卡夫利天體物理和太空研究所的博士后該文章的第一作者基沙雷·德在一篇聲明中指出,“假如有其他文明在1萬(wàn)光年外觀察我們地球被太陽(yáng)吞噬,那會(huì)看到太陽(yáng)在噴射出一些物質(zhì)時(shí)突然變亮,之后在它周?chē)纬蓧m埃,最終一切歸于平靜?!?/p>