2025年11月9日,天文学家借助美国国家航空航天局的“凌日系外行星巡天卫星”(TESS)取得了一项重要发现:处于红巨星阶段的年老恒星对其轨道附近行星产生的破坏力,远超我们之前的想象。这项突破对我们理解太阳未来演化至关重要——当太阳步入红巨星阶段时,地球乃至整个太阳系的命运将面临前所未有的考验。

TESS望远镜通过监测行星从其母恒星前方经过时引起的星光微弱变化,来搜寻系外行星的踪迹。研究团队从近50万颗恒星的观测数据中,筛选出约15,000个潜在行星信号;随后运用计算机算法,进一步识别出其中围绕刚进入红巨星阶段恒星运行的候选行星,总数约130颗,其中33颗为首次发现的新候选天体。
数据分析显示:在红巨星附近极难探测到轨道较近的行星,这表明大量行星在其宿主恒星演化为红巨星的过程中已被彻底摧毁。
“这些发现提供了有力证据,表明恒星一旦离开主序阶段,便能迅速促使邻近行星轨道衰减、螺旋下坠并最终被吞噬。这种现象长期存在于理论争议中,如今我们得以直接观测其影响,并在大样本恒星群体层面进行量化。”研究团队成员、华盛顿大学研究员爱德华·布莱恩特在声明中表示,“尽管我们早已预料到该效应的存在,但仍对红巨星吞噬近轨道行星的超高效率感到意外。”
当恒星核心的氢燃料耗尽,无法继续通过核聚变维持能量输出时,便标志着其主序阶段的终结,开始进入红巨星演化阶段。此时,恒星核心开始收缩;而外围富含氢的壳层却仍在持续燃烧,导致外层剧烈膨胀,恒星体积可膨胀至原先的千倍之巨。
显而易见,这对邻近行星而言是毁灭性的打击。例如约50亿年后,当太阳步入红巨星阶段,它将膨胀并吞噬水星与金星,其外层甚至可能触及地球轨道。
然而研究团队指出:恒星的破坏机制不仅限于物理吞噬。
“我们认为,行星的毁灭源于行星与恒星之间的引力‘拔河’——即‘潮汐相互作用’。”布莱恩特进一步解释道,“随着恒星演化膨胀,此类相互作用显著增强。就像月球引力在地球上引发潮汐一样,行星也会对恒星施加拉力。这些潮汐作用会持续削弱行星轨道能量,使其轨道不断收缩,最终螺旋内坠,直至解体或坠入恒星。”
数据印证了这一机制:团队聚焦于已开始膨胀的恒星后发现,其拥有行星的概率仅为0.11%,较主序恒星低约3个百分点;此外,红巨星宿主拥有类木星或土星级别巨行星的概率,亦随恒星年龄增长而持续下降。
那么,这一发现对地球能否熬过太阳的红巨星转变意味着什么?
“相较于我们研究中那些距离宿主恒星更近的巨行星,地球显然处于更安全的位置。但需注意,我们仅考察了主序后演化阶段最初的一至两百万年——恒星后续仍有漫长的演化历程。”团队成员、伦敦大学学院研究员文森特·范·艾琳指出,“与研究中缺失的巨行星不同,地球本身或许能侥幸逃脱太阳红巨星阶段的直接吞噬。然而,地球上的生命几乎不可能幸存。”
下一步,研究团队计划收集更多数据,以深入探究为何部分行星成为老年恒星的‘猎物’,而另一些却能幸免——这或将为地球未来的存续前景提供关键线索。
“一旦我们精确测定这些行星的质量,便有希望厘清究竟是何种物理机制驱动其轨道衰减并最终被摧毁。”布莱恩特总结道。
该研究成果已于2025年10月刊发于《皇家天文学会月报》(*Monthly Notices of the Royal Astronomical Society*)。
