韦伯太空望远镜最近有令人意想不到的新发现,颠覆恒星吞噬行星的理解。原以为恒星膨胀把行星吞入,但新观测发现,其实是行星轨道缩小,慢慢靠近恒星,直至完全被吞入。研究员表示这种事件非常罕见,但以韦伯近红外光谱仪(NIRSpec)和中红外成像光谱仪(MIRI)高分辨率观测,让我们对行星系统最终命运取得宝贵数据,也许将来地球也会经历类似过程。

这颗恒星位于银河系,距离地球约12,000光年,增亮事件正式名称为ZTF SLRN-2020,最早由帕洛玛天文台兹威基巡天计划(Zwicky. Transient Facility)观测到闪光事件。NASA NEOWISE红外线望远镜数据显示,早在闪光事件前一年,这颗恒星就在红外线变亮,可能是产生大量尘埃。2023年初步调查让研究员相信恒星像太阳,经过数十万年,逐渐老化膨胀成红巨星,然后吞掉附近行星。但韦伯新观测打破这说法,MIRI发现恒星没有变得那么亮,也没有膨胀到能吞掉行星的程度。

艺术家描绘木星大小行星数百万年后坠入恒星的想象图。1. 行星与木星差不多大,绕恒星运行的轨道非常靠近恒星,甚至比水星绕太阳轨道还近。2. 之后行星轨道慢慢缩小并接近恒星,最后碰到恒星大气层,坠入时被拉扯扭曲。3. 行星被恒星完全吞没,并将恒星外层气体吹散。4. 气体膨胀冷却,重元素一年后凝结成冷尘埃,靠近恒星处还有一圈分子气体组成的热气体盘。(Source:NASA)

研究指出被吞掉行星和木星差不多大,但轨道非常靠近恒星,甚至比水星轨道还近。经过数百万年,轨道越来越小,离恒星越来越近,最后被吸入。研究员表示行星接触到恒星大气层后,那刻起就以更快速度往内掉。当行星撞进恒星,行星会将恒星外层气体吹散,膨胀冷却后,气体重元素一年后凝结成冷尘埃。

研究员原本预估恒星周围会有不断扩大的较冷尘埃云,但韦伯NIRSpec发现更近处有热气体圆盘,甚至还能探测到吸积盘某些分子,包括一氧化碳。这些气体成分让科学家产生更多疑问,当行星完全被吞入,究竟发生了什么事?

这是我们首次亲眼观察到事件过程,希望只是研究开端。将来科学家会以即将激活的Vera C. Rubin天文台和NASA Nancy Grace Roman太空望远镜,继续寻找这类罕见天文现象。论文刊登于《The Astrophysical Journal》。

(首图来源:NASA)