陷入困境：天文学家探测到一颗吞噬行星的恒星

这个艺术家的概念展示了一颗行星逐渐螺旋上升为其主星。这颗木星大小的行星将气体从恒星中抽离，并将其送入太空。在那里，气体冷却并变成尘埃，天文学家可以看到。

一颗接近生命尽头的恒星膨胀并吸收了一颗木星大小的行星。在大约50亿年后，我们的太阳将经历类似的生命终结转变。

5月3日星期三，《自然》杂志在线发表了一项新的研究，记录了首次观测到一颗衰老的恒星吞噬了一颗行星。在核心燃料耗尽后，这颗恒星开始变大，缩小了与邻近行星的差距，最终将其完全消耗掉。在大约50亿年后，我们的太阳将经历类似的衰老过程，可能达到其当前直径的100倍，成为所谓的红巨星。在这种快速增长的过程中，它将吸收水星、金星，可能还有地球。

天文学家已经发现了许多红巨星，并怀疑在某些情况下它们会吞噬附近的行星，但这种现象以前从未被直接观测到。剑桥麻省理工学院的天文学家、该研究的主要作者Kishalay De说：“这种类型的事件已经预测了几十年，但到目前为止，我们从未真正观察到这一过程是如何发生的。”。

研究人员使用多个地面天文台和美国国家航空航天局的近地天体广域红外探测探测器（NEOWISE）航天器发现了这一事件，正式名称为ZTF SLRN-2020，该航天器由该机构的喷气推进实验室管理。这颗行星的大小很可能与木星差不多，其轨道离恒星的距离甚至比水星离太阳的距离还要近。这颗恒星正处于其生命的最后阶段——红巨星阶段的开始，这一阶段可以持续超过10万年。

随着恒星的膨胀，它的外层大气最终包围了这颗行星。来自大气层的阻力减缓了这颗行星的速度，缩小了它的轨道，最终将它送到恒星的可见表面以下，就像流星在地球大气层中燃烧一样。能量的转移导致这颗恒星的尺寸暂时增大，亮度增加了几百倍。最近的观测显示，这颗恒星已经恢复到与行星合并前的大小和亮度。

这段视频展示了一颗围绕一颗不断增长的主星运行的行星逐渐消亡的过程。当恒星盘旋靠近时，这颗行星将一股气体从恒星上带走。一旦这颗行星被吞噬，这颗恒星的亮度和大小都会增加，但最终会恢复到合并前的状态。

全天空地图探索

这颗行星消亡后的闪光（人眼可见）出现在加州理工学院领导的Zwicky瞬态设施（ZTF）的观测中，该设施是一种位于南加州帕洛马天文台的仪器，用于寻找亮度快速变化的宇宙事件，有时在几小时内。De使用ZTF搜索被称为新星的事件——一颗死亡的坍塌恒星（被称为白矮星）吞噬了附近另一颗恒星的热气。Novae总是被热气流包围，但其他地面望远镜对闪光的后续观测显示，恒星周围的气体和尘埃要冷得多，这意味着它看起来不像nova或De从未见过的任何其他东西。

因此，他求助于NEOWISE天文台，该天文台每六个月用红外光（波长范围比可见光长）扫描一次整个天空。该天文台于2009年启动，最初名为WISE，它制作了全天空地图，使天文学家能够看到物体如何随时间变化。

通过观察NEOWISE的数据，De发现这颗恒星在ZTF发现闪光之前几乎一年就变亮了。这种增亮是恒星周围形成尘埃（发出红外光）的证据。De和他的同事认为，这些尘埃表明，这颗行星并非没有经过一场战斗就坠落了，而且在这颗膨胀的恒星盘旋走向毁灭时，它从其表面带走了热气。当气体漂移到太空时，它会冷却并变成灰尘——就像水蒸气变成雪一样。在恒星和行星的碰撞过程中，更多的气体被抛入太空，产生了更多地面红外天文台和近地天体观测站都能看到的尘埃。

De.说：“宇宙中很少有东西在红外光中变亮，然后在不同的时间在光学光中变亮。因此，NEOWISE在光学爆发前一年看到恒星变亮，这一事实对于弄清这一事件是什么至关重要。”

根据De的说法，50亿年后，当我们的太阳预计将成为一颗红巨星，吞噬水星、金星，甚至可能吞噬地球时，光线应该会减弱得多，因为这些行星比ZTF捕捉到的事件中木星大小的行星小很多倍。

他说：“如果我是一名观察者，观察50亿年后的太阳系，我可能会看到太阳变亮一点，但没有什么比这更引人注目的了，尽管这将是完全相同的物理现象。”。

大多数中等大小的恒星最终都会成为红巨星，理论家们认为，每年都有少数恒星会吞噬银河系中附近的行星。新的观测结果为天文学家提供了一个模板，让他们了解这些事件应该是什么样子，从而有可能发现更多。

“这一发现表明，对整个天空进行观测并将其存档是值得的，因为我们还不知道我们可能捕捉到的所有有趣事件，”加州理工学院IPAC NEOWISE的副首席研究员Joe Masiero说。“有了NEOWISE档案，我们可以回顾过去。我们可以找到隐藏的宝藏，或者了解其他天文台无法告诉我们的物体。”

关于使命的更多信息

WISE任务于2009年启动，在红外光中两次扫描整个天空，拍摄了75亿个物体的照片，包括遥远的星系、恒星和小行星。WISE任务于2011年结束，但两年后，美国国家航空航天局重新调整了航天器的用途，以追踪小行星和其他近地天体。该任务和航天器都被重新命名为NEOWISE。

喷气推进实验室为美国国家航空航天局科学任务局的天体物理部门管理和运营WISE。加州大学洛杉矶分校的Edward Wright是首席研究员。这次任务是在美国国家航空航天局的探险者计划下竞争性选择的，该计划由该机构位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理。

喷气推进实验室在华盛顿的科学任务理事会内为美国国家航空航天局行星防御协调办公室管理和运营NEOWISE任务。首席研究员Amy Mainzer在亚利桑那大学。犹他州洛根市的空间动力学实验室制造了这台科学仪器。科罗拉多州博尔德市的鲍尔航空航天技术公司制造了这艘航天器。科学数据处理在帕萨迪纳加州理工学院的IPAC进行。加州理工学院为美国国家航空航天局管理喷气推进实验室。