一项来自伦敦大学学院和华威大学天文学家的新研究表明,衰老的恒星可能正在摧毁围绕其最近轨道运行的巨行星。

当类似太阳的恒星耗尽氢燃料时,它们会开始冷却并膨胀,转变为红巨星。就我们的太阳而言,这一剧烈阶段预计将在约五十亿年后发生。这项发表于《皇家天文学会月报》的研究,分析了近五十万颗刚进入“后主序星”演化阶段的恒星。
研究团队发现了130颗围绕这些衰老恒星近距离运行的行星和潜在行星候选体(即仍需确认的天体),其中包括33个此前从未被发现的新候选体。他们发现,在已膨胀冷却到符合红巨星标准的恒星(即处于后主序星演化更晚期阶段的恒星)周围,此类行星的出现频率显著降低。这一规律表明许多这类行星可能已被摧毁。
首席作者爱德华·布莱恩特博士(任职于伦敦大学学院和华威大学)解释道:“这有力证明当恒星脱离主序星阶段后,会迅速导致行星螺旋坠入并被摧毁。这一现象长期以来一直是争论和理论研究的主题,如今我们能在庞大恒星群层面直接观测到其影响。”
“我们虽预料到这一效应,但仍惊讶于这些恒星吞噬近距离行星的效率之高。”据布莱恩特博士介绍,这种毁灭过程通过被称为潮汐相互作用的强大引力博弈实现。随着恒星增长膨胀,这些力量会持续增强。“正如月球牵引地球海洋形成潮汐,行星也会对恒星产生引力作用。这些相互作用会减缓行星速度并缩小其轨道,使其螺旋向内,直至解体或坠入恒星。”
合著者文森特·范·艾琳博士补充了视角:“数十亿年后,我们太阳将膨胀成为红巨星。届时太阳系行星能否幸存?我们发现某些情况下行星无法幸免。相比研究中距离恒星更近的巨行星,地球确实更为安全。但我们仅观测了后主序星阶段的最早期——即最初一两百万年,恒星还将经历更漫长的演化过程。与研究中消失的巨行星不同,地球本身或许能度过太阳的红巨星阶段,但地球生命很可能无法存活。”
研究团队利用美国宇航局凌星系外行星巡天卫星的数据,通过算法识别行星掠过恒星前方导致的星光周期性微弱衰减。他们重点关注轨道周期不超过12天的短周期巨行星。从超过1.5万个潜在信号中,研究人员经严格排查最终锁定130个已确认或候选行星,其中48个为已知行星,49个为待确认候选体,33个为全新发现。
研究显示演化程度更高的恒星周围存在近距离巨行星的概率显著降低。总体出现率仅为0.28%,年轻后主序星的出现率(0.35%)与主序星相当,而被归类为红巨星的演化最充分恒星则骤降至0.11%。通过凌星数据可估算行星尺寸,但要确认这些天体是真正行星还是低质量恒星/褐矮星,需通过测量恒星受行星引力产生的微小运动偏移来推算质量。
布莱恩特博士强调:“一旦获得这些行星质量数据,将帮助我们精确理解导致行星螺旋坠毁的机制。”本研究获英国科学技术设施委员会支持。



