借助美国国家航空航天局(NASA)的“凌日系外行星巡天卫星”(TESS),天文学家在恒星演化研究领域取得了重大突破。最新观测显示,处于红巨星阶段的老年恒星对邻近行星的破坏力远超此前预期,这一发现为理解太阳系命运演变提供了关键线索。
研究团队通过分析TESS卫星捕捉的凌星现象展开深度探索。当系外行星从其宿主恒星前方掠过时,会引发恒星亮度发生短暂波动,科学家正是通过这种微妙变化来探测行星踪迹。在近50万颗恒星的初期数据中,研究人员筛选出约1.5万个潜在行星信号,最终锁定130颗围绕红巨星运行的候选行星,其中33颗为首次发现的新天体。
观测数据表明,红巨星周边极难发现轨道邻近的行星。统计显示,处于膨胀阶段的恒星拥有行星的概率仅为0.11%,较主序恒星降低约3个百分点,且巨行星数量随恒星年龄增长持续递减。这些证据表明,大量行星在宿主恒星演化过程中已被彻底摧毁。
“恒星脱离主序阶段后,会迅速导致邻近行星轨道衰减并最终被吞噬。”华盛顿大学研究员爱德华·布莱恩特指出,“尽管理论早有预测,但红巨星吞噬行星的效率仍令人震惊。我们首次在大样本恒星群体层面直接观测到这种影响。”
当恒星演化至红巨星阶段时,核心氢燃料耗尽导致核聚变停止,核心收缩的同时外层氢壳层持续燃烧,使恒星体积膨胀至原先千倍。这种剧烈变化对邻近行星构成致命威胁——约50亿年后,太阳进入红巨星阶段时将吞噬水星和金星,地球轨道也可能受到影响。
研究揭示行星毁灭源于恒星与行星间的引力相互作用。伦敦大学学院研究员文森特·范·艾伦解释:“就像月球引发地球潮汐一样,行星对恒星的引力会持续削弱其轨道能量。随着恒星膨胀,这种潮汐作用显著增强,最终导致行星螺旋坠入恒星或解体。”
关于地球能否幸存太阳的红巨星阶段,研究团队给出谨慎判断。范·艾伦表示:“地球轨道位置相对安全,但生命延续几无可能。我们仅研究了恒星演化初期的两三百万年,而后续过程仍充满不确定性。”
目前研究团队正计划收集更多数据,重点探求行星命运差异的物理机制。“精确测定行星质量后,我们将厘清驱动轨道衰减的关键因素。”布莱恩特透露,这项研究已发表于《皇家天文学会月刊》,为理解恒星-行星相互作用提供了新视角。
