首次觀測瀕死恒星吞噬行星！高靈敏度、大視場才能看到！|天天資訊

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，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)院等研究機構(gòu)在著名的科學(xué)雜志《Nature》上就報道了一顆正在死亡的恒星吞噬其周圍行星的事件，盡管這樣的場景早已被預(yù)測，但這是第一次真正被捕捉。

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

(資料圖)

從誕生到死亡，恒星的一生會經(jīng)歷不同的演化階段。在整個生命周期中，恒星所處的時間最長的階段是“主序”階段，我們的太陽當(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。在這個瀕死的過程中，恒星體積會變得越來越大。例如，質(zhì)量為0.7到2倍太陽質(zhì)量的恒星，其死亡過程中的最大半徑約能達到“主序”階段半徑的300倍。如此的龐然大物必然會將周圍的一些軌道半徑較小的行星吞噬掉。

在未來，這樣的畫面也會出現(xiàn)在太陽系內(nèi)。太陽當(dāng)前的年齡約46億歲，隨著太陽年齡越來越大，它的體積也會越來越大，根據(jù)恒星演化模型推算，再過約64億年，太陽將迅速膨脹；之后約3億年，太陽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，太陽將膨脹到地球和火星軌道的大小，屆時我們的地球和火星也將被太陽吞噬。

目前天文學(xué)家觀測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，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，對觀測的要求非常之高：它需要能夠同時觀測非常大的天區(qū)、需要對這些天區(qū)進行持續(xù)的觀測、需要能夠觀測到很暗弱的源。用天文學(xué)家的話來說，就是需要高靈敏度、大視場的時域巡天觀測。

在這項最新的發(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)波段時域巡天觀測的結(jié)果，該巡天項目始于2017年，一次觀測能觀測47平方度（相當(dāng)于200多倍月亮的尺度），使用的望遠鏡口徑約為1.2米。

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

當(dāng)前，我國也正在緊鑼密鼓地進行此類設(shè)備的研制和建設(shè)。例如，目前云南大學(xué)的多通道測光巡天望遠鏡Mephisto已經(jīng)建成，并且能同時在三個波段進行觀測；正在籌建中的“司天工程”未來可以實現(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分鐘觀測一次）觀測。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和紫金山天文臺共建的2.5米“墨子”巡天望遠鏡，預(yù)期在今年夏天開始觀測，和ZTF巡天相比雖然視場小一些（6.55平方度），但是由于臺址好，望遠鏡的口徑大，所以靈敏度要高10倍。

隨著我國的這些觀測設(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·星空計劃扶持作品

作者：房敏

審核：韓文標 中國科學(xué)院上海天文臺 研究員

出品：中國科協(xié)科普部

來源: 星空計劃

標簽：