首次观察到恒星吞噬行星

当一颗恒星耗尽燃料时，它会膨胀到原来大小的一百万倍，在它的尾流中吞没任何物质和行星。科学家们在吞噬整颗行星之前和之后不久观察到了恒星的迹象，但直到现在他们还从未捕捉到一颗恒星。

在《自然》杂志的一项研究中，麻省理工学院、哈佛大学、加州理工学院和其他地方的科学家报告说，他们首次观察到一颗恒星吞噬了一颗行星。

行星的消亡似乎发生在我们自己的银河系中，距离大约12,000光年，靠近鹰状星座天鹰座。在那里，天文学家发现了一颗恒星的爆发，该恒星在10天内亮度增加了100多倍，然后迅速消失。

奇怪的是，这种白热的闪光之后是一种更冷、更持久的信号。科学家们推断，这种组合只能由一个事件产生：一颗恒星吞没了附近的一颗行星。

“我们看到了吞咽的最后阶段，”主要作者、麻省理工学院卡夫利天体物理和空间研究所的博士后KishalayDe说。

地球将在50亿年后遭遇类似的命运

那颗灭亡的星球呢?科学家们估计，它可能是一个炽热的、木星大小的世界，它盘旋靠近，进入垂死恒星的大气层，并最终进入其核心。

类似的命运将降临到地球身上，虽然不会再持续50亿年，届时太阳预计将熄灭，并烧毁太阳系的内行星。

“我们看到了地球的未来，”德说。“如果其他文明在太阳吞没地球时从10,000光年外观察我们，他们会看到太阳突然变亮，因为它喷射出一些物质，然后在它周围形成尘埃，然后又回到原来的样子。”

该研究的麻省理工学院合著者包括DeeptoChakrabarty、Anna-ChristinaEilers、ErinKara、RobertSimcoe、RichardTeague、AndrewVanderburg，以及来自加州理工学院、哈佛和史密森尼天体物理学中心以及其他多个机构的同事。

热和冷

该团队于2020年5月发现了这次爆发。但天文学家又花了一年时间才解释这次爆发可能是什么。

最初的信号出现在加利福尼亚州加州理工学院帕洛玛天文台运行的Zwicky瞬变设施(ZTF)获取的数据搜索中。ZTF是一项扫描天空以寻找亮度快速变化的恒星的调查，其模式可能是超新星、伽马射线暴和其他恒星现象的特征。

De正在通过ZTF数据寻找恒星双星喷发的迹象——在双星系统中，两颗恒星相互绕行，其中一颗偶尔会从另一颗吸取质量，并因此短暂变亮。

“一天晚上，我注意到一颗星星在一周内突然变亮了100倍，”De回忆道。“这与我一生中见过的任何恒星爆发都不一样。”

为了用更多数据确定来源，De查阅了夏威夷凯克天文台对同一颗恒星的观测结果。凯克望远镜对星光进行光谱测量，科学家可以用它来辨别恒星的化学成分。

但德的发现让他更加困惑。虽然大多数双星在一颗恒星侵蚀另一颗时会释放出氢和氦等恒星物质，但新来源两者都不释放。相反，德看到了只能在极冷温度下存在的“特殊分子”的迹象。

“这些分子只能在非常冷的恒星中看到，”德说。“当一颗恒星变亮时，它通常会变得更热。所以，低温和明亮的星星并不相伴。”

“一个快乐的巧合”

然后很明显，该信号不是双星信号。德决定等待更多答案的出现。在他最初发现大约一年后，他和他的同事分析了对同一颗恒星的观测，这次是用帕洛玛天文台的红外相机拍摄的。

在红外波段内，天文学家可以看到较冷物质的信号，这与双星和其他极端恒星事件产生的白热光辐射形成鲜明对比。

“那个红外数据让我从椅子上掉下来，”德说。“光源在近红外波段异常明亮。”

看起来，在最初的热潮之后，这颗恒星在接下来的一年里继续释放出更冷的能量。这种寒冷的物质很可能是来自恒星的气体，射入太空并凝结成尘埃，冷到足以在红外波长下被探测到。该数据表明，这颗恒星可能正在与另一颗恒星合并，而不是由于超新星爆炸而变亮。

但当团队进一步分析数据并将其与NASA红外太空望远镜NEOWISE的测量结果配对时，他们得出了一个更令人兴奋的认识。

根据汇编的数据，他们估计了这颗恒星自最初爆发以来释放的总能量，发现它出人意料地小——大约是过去观测到的任何恒星合并的1/1,000。

“这意味着与恒星合并的任何东西都必须比我们见过的任何其他恒星小1,000倍，”De说。“木星的质量大约是太阳质量的1/1,000，这是一个令人愉快的巧合。那时我们才意识到：这是一颗行星，正在撞向它的恒星。”

有了这些碎片，科学家们终于能够解释最初的爆发。明亮、炽热的闪光很可能是一颗木星大小的行星被拉入一颗垂死恒星膨胀的大气层的最后时刻。当这颗行星落入恒星核心时，恒星的外层被炸开，在接下来的一年里以冷尘埃的形式沉淀下来。

“几十年来，我们已经能够看到之前和之后，”De说。“之前，当行星仍然非常靠近它们的恒星运行时，以及之后，当一颗行星已经被吞没，而且恒星是巨大的。我们错过了在表演中捕捉恒星的机会，在那里你有一颗实时经历这种命运的行星。这就是让这一发现真正令人兴奋的原因。”