首次观测濒死恒星吞噬行星！高灵敏度、大视场才能看到！

在我们的视角中，天上的星星似乎是亘古不变的。然而，天文学家早已发现，包括太阳在内的所有恒星，都是有生命周期的。当一颗恒星走向死亡时，如果绕其旋转的行星离得够近，那么行星将被无情地吞噬掉！

最近，由麻省理工学院、哈佛大学和加州理工学院等研究机构在著名的科学杂志《Nature》上就报道了一颗正在死亡的恒星吞噬其周围行星的事件，尽管这样的场景早已被预测，但这是第一次真正被捕捉。

那么，为什么我们需要关注这样一个听起来似乎与我们毫无关系的事情呢？事实上，未来，地球也将面临相同的命运。

从诞生到死亡，恒星的一生会经历不同的演化阶段。在整个生命周期中，恒星所处的时间最长的阶段是“主序”阶段，我们的太阳当前就处在这一阶段。离开“主序”阶段后，恒星将迈向死亡，这就意味着恒星的燃料即将耗尽。在这个濒死的过程中，恒星体积会变得越来越大。例如，质量为0.7到2倍太阳质量的恒星，其死亡过程中的最大半径约能达到“主序”阶段半径的300倍。如此的庞然大物必然会将周围的一些轨道半径较小的行星吞噬掉。

在未来，这样的画面也会出现在太阳系内。太阳当前的年龄约46亿岁，随着太阳年龄越来越大，它的体积也会越来越大，根据恒星演化模型推算，再过约64亿年，太阳将迅速膨胀；之后约3亿年，太阳将膨胀到水星和金星轨道的大小，并将它们吞噬；再经过约2亿年，太阳将膨胀到地球和火星轨道的大小，届时我们的地球和火星也将被太阳吞噬。

目前天文学家观测到的很多系外行星最终都可能被其恒星吞噬，然而直接捕捉到这样的事件的概率非常低。据估计，我们生活的银河系每年最多只发生几起这样的事件。而要捕捉此类现象，对观测的要求非常之高：它需要能够同时观测非常大的天区、需要对这些天区进行持续的观测、需要能够观测到很暗弱的源。用天文学家的话来说，就是需要高灵敏度、大视场的时域巡天观测。

在这项最新的发现中，研究人员使用的数据来自于加州理工学院的ZTF光学波段时域巡天观测的结果，该巡天项目始于2017年，一次观测能观测47平方度（相当于200多倍月亮的尺度），使用的望远镜口径约为1.2米。

2020年，研究人员在利用ZTF巡天观测数据搜寻一类爆发的双星系统时，偶然发现了这个天体事件。该团队搜寻的双星系统在爆发时亮度会增加1000倍以上，而在这个事件中，天体的亮度只增加100倍左右。后续，研究团队搜集了其它的数据，并结合了计算机模拟，在排除了其他的可能性后，最后认定这很有可能是“正在死亡的恒星吞噬其周围行星”的事件。

当前，我国也正在紧锣密鼓地进行此类设备的研制和建设。例如，目前云南大学的多通道测光巡天望远镜Mephisto已经建成，并且能同时在三个波段进行观测；正在筹建中的“司天工程”未来可以实现大天区（1万平方度，相当于5万倍月亮的尺度）高频次（30分钟观测一次）观测。中国科学技术大学和紫金山天文台共建的2.5米“墨子”巡天望远镜，预期在今年夏天开始观测，和ZTF巡天相比虽然视场小一些（6.55平方度），但是由于台址好，望远镜的口径大，所以灵敏度要高10倍。

随着我国的这些观测设备投入使用，未来我们也将有望捕捉到此类恒星吞噬其周围行星的事件。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：房敏

审核：韩文标 中国科学院上海天文台 研究员

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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