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未来地球被太阳吞噬的场景已经“被观测到”了

2023-07-22综合整理

海外星云 2023年7期
关键词:麻省理工学院天文学家恒星

天文学家们首次观测到,一颗约有100亿年的恒星,一口吃下靠近它的一颗行星,场面惊心动魄。5月3日,麻省理工学院的天文学家在《自然》杂志上发表一份研究报告,他们观测到恒星吞噬行星的场景。

这场银河系的吞噬发生在1万到1.5万光年远的天鹰座附近,一颗约有100亿年的恒星,不成比例地急速膨胀,一口就吃下靠近它运行的一颗行星。之前天文学家观测过其它恒星蚕食行星以及食后的迹象,这是第一次观测到行星正在被吞噬的场景。

麻省理工学院研究员基沙雷·德说:“我们一直缺的就是当场逮住恒星吞噬行星那一刻惊心动魄的场面。”研究人员认为,这个行星被吞噬的命运,预示地球未来的悲剧。我们的太阳终有一天会变成红巨星,并吞噬太阳系内侧的四颗行星。

这颗遥远的行星在距地球1.3万光年外迎来了残酷的结局,它公转围绕的那颗恒星迅速膨胀,体积扩大了数千倍。天文学家目睹了这个“倒霉鬼”的湮灭,在长达10天的时间里,独特的白热闪光逐渐增强。通过研究迸发出的闪光以及吞噬行星的恒星“饱嗝”里的物质的化学特性,科学家确定了该行星是一个比地球大至少30倍的气态巨行星。

恒星在漫长一生中的主要时间里,燃烧靠的是将氢原子聚变成氦。不过,一旦它们的氢燃料用光了,那就会开始将氦用于聚变,这会导致能量输出爆发式增长,它们的体积也会比最初膨胀数百倍甚至数千倍之多,在转变成为红巨星的期间吞噬掉它们的内行星。

天文学家一开始是通过兹威基瞬变设施观察到了这股不寻常的光。然后他们发现这道被命名为“ZTF SLRN-2020”的光变成了一道明亮的光束,亮度在接下来的10天内增强了100倍。这光持续了100天才最终熄灭下来。

为了调查是什么点亮了这束光,研究人员找到了夏威夷的凯克天文台,请他们用光谱仪将光线按波长进行分解,以确定它的化学成分。起初,研究人员以为自己看到的是一颗新星——一种垂死的双星,当其中一颗白矮星的外层从另外一颗红巨星那里盗取热焰时会突然变得更加明亮,但是化学特征对不上号。

研究人员表示看到的那些分子“只会存在于非常寒冷的恒星中”,“而当一颗恒星更加明亮时,通常会变得更为炽热。因此与低温和亮度增加的恒星是没关系的。”

研究人员通过使用美国宇航局的近地天体广角红外线探测望远镜(NEOWISE),找出了谜底的最后一片拼图——闪光所释放出来的能量非常微弱,大约只有此前任意恒星合并时所放射出来光亮的千分之一。这时天文学家意识到,他们捕捉到的是一颗木星大小的行星被它的恒星所吞噬的最终时刻,在坠入这颗红巨星的核心之前闪耀的燃烧着,最后归于尘埃。

恒星吞噬自己行星的证据早已在恒星周围的化学特征中被发现,但这次是史无前例的直接观察。研究人员表示,在大约50亿年后当地球连同金星、水星一起参加太阳的死亡“晚宴”时,宇宙其他部分将会看到怎样一番景象,这次的观察就提供了至关重要的见解。

当这颗恒星吞噬了这颗行星时,它膨胀的外层继续冷却,在恒星周围形成了一团尘埃云,这种尘埃云发出了能被帕洛马天文台观测到的长期红外信号。研究人员说,这构成了我们对行星系统演化的理解中“缺失的一环”。他们将这类事件命名为“亚发光红新星”,并相信“ZTF SLRN-2020”可以帮助我们了解行星被吞没,对后期恒星的亮度、化学成分和旋转速度的影响。

“我们看到了地球的未来,”麻省理工学院卡夫利天体物理和太空研究所的博士后该文章的第一作者基沙雷·德在一篇声明中指出,“假如有其他文明在1万光年外观察我们地球被太阳吞噬,那会看到太阳在喷射出一些物质时突然变亮,之后在它周围形成尘埃,最终一切归于平静。”

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