發(fā)現(xiàn)警報：不應(yīng)該存在的巨大系外行星 _系外行星

一幅插圖在左下角顯示了一顆巨大的氣態(tài)行星，它明亮的大行星在巖石殘骸中運行。兩顆恒星猛烈合并后，太陽系外行星8大熊星座b——也被稱為“哈拉”——出現(xiàn)在殘骸中。這顆行星可能在合并中幸存下來，但也可能是一顆由碎片形成的全新的行星。圖片來源:W. M .凱克
據(jù)美國宇航局（帕特·布倫南）：美國宇航局的系外行星探索計劃
發(fā)現(xiàn):一顆巨大的行星正以某種方式繞著一顆本該毀滅它的恒星運行。
關(guān)鍵事實:行星8大熊星座b圍繞著一顆距離我們大約530光年的恒星運行，這顆恒星正處于垂死掙扎中。這顆膨脹的紅巨星，在縮小到現(xiàn)在(仍然巨大)的尺寸之前，預(yù)計會膨脹到行星軌道之外。換句話說，這顆恒星會吞噬并撕裂任何圍繞它運行的行星。然而，這顆行星仍保持在一個穩(wěn)定的近乎圓形的軌道上。這一看似不可能的情況的發(fā)現(xiàn)依賴于美國宇航局的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星(TESS)的精確測量，表明行星的形成和毀滅可能比許多科學(xué)家想象的要復(fù)雜和不可預(yù)測得多。
細(xì)節(jié):像我們的太陽這樣的恒星接近生命的盡頭，它們開始耗盡核燃料。它們變成紅巨星，膨脹到最大尺寸。如果這種情況發(fā)生，恒星將從其中心向外增長0.7個天文單位——也就是說，大約是地球到太陽距離的四分之三。在這個過程中，它會吞噬并摧毀任何附近的軌道行星。但是行星b，一個巨大的氣體世界，位于大約0.5個天文單位，或AU 。因為這顆行星不可能在吞沒中幸存下來，馬克·洪(Marc Hon)是最近一篇關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的論文的主要作者，他提出了另外兩種可能性:這顆行星實際上是兩顆恒星合并的幸存者，或者它是一顆新行星——由合并后留下的碎片形成。
第一種情況始于兩顆大小與我們的太陽相當(dāng)?shù)暮阈窃诒舜丝拷能壍郎线\行，行星圍繞著兩顆恒星運行。其中一顆恒星比另一顆恒星“進化”得更快，經(jīng)歷了紅巨星階段，脫離了外層，變成了白矮星——一顆恒星微小但高質(zhì)量的殘余。另一個剛好在兩者碰撞前到達(dá)紅巨星階段；留下的就是我們今天看到的紅巨星。然而，這種合并阻止了紅巨星的進一步擴張，使這顆繞軌道運行的行星免于毀滅。在第二種情況下，兩顆恒星的猛烈合并噴射出大量的塵埃和氣體，在剩余的紅巨星周圍形成一個圓盤。這個“原行星”盤為新行星的結(jié)合提供了原材料。對于一個行星系統(tǒng)來說，這是一種晚期的第二次生命——盡管這顆恒星仍然接近它的終點。
有趣的事實:天文學(xué)家如何從現(xiàn)在的觀測中推斷出如此混亂的一系列事件？這一切都?xì)w結(jié)于對恒星物理學(xué)的充分理解。搜尋行星的TESS還可以用來觀察遙遠(yuǎn)恒星的抖動和震動，這些抖動和震動遵循紅巨星階段的已知模式。(跟蹤恒星中的這種振蕩被稱為“恒星地震學(xué)” 。)發(fā)現(xiàn)團隊發(fā)現(xiàn)，8顆小熊座上的振蕩模式與紅巨星在后期氦燃燒階段的振蕩模式相匹配——而不是在燃燒氫時仍在膨脹的紅巨星。所以并不是說恒星還在成長，還沒有到達(dá)行星。危機來了又去，但地球不知何故繼續(xù)存在。
發(fā)現(xiàn)者:描述TESS結(jié)果的論文“一顆靠近的巨行星逃脫了其恒星的吞噬”，由夏威夷大學(xué)天文學(xué)家馬克·漢領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)小組于2023年6月在《自然》雜志上發(fā)表。