星际巨变:宇宙中原来有12%的恒星有吞噬过行星

葫芦科普 2024-03-21 16:47:25
在浩瀚的宇宙中,恒星不仅是光与热的源泉,它们还参与着更为复杂的天体物理过程。最近的一项研究揭示了一个惊人的现象:在我们所知的恒星中,大约每12颗就有一颗经历过吞噬行星的历程。

这一发现源于对恒星化学成分的精密分析。科学家们观察到,某些恒星中铁元素的含量异常丰富。为什么要说到铁,因为恒星聚变,元素聚变反应到铁就聚变不动了,而铁也是作为构成岩石行星的重要元素,其异常的丰度暗示了这些恒星可能曾经吞噬过它们的行星伴侣。尽管此前的研究已经提出了恒星吞噬行星的可能性,但关于这一现象发生频率的确切数据一直未知。

为了探索这一谜团,科学家们采用了一种独特的方法:观察“同胎”恒星。这些恒星对是从同一母云中诞生的双胞胎,理应拥有几乎相同的化学成分。因此,任何显著的化学差异都可能指向一个惊人的事实——其中一颗恒星曾经吞噬了一个行星。

研究团队利用欧洲航天局的盖亚卫星,以及位于智利的甚大望远镜、麦哲伦望远镜和夏威夷的凯克望远镜,研究人员对这些共生恒星进行了详细的观测。精确定位了91对这样的恒星双胞胎。他们发现,这些恒星对中,大约8%展现出了吞噬行星的迹象。这意味着,在这些恒星对中,每12对就有一对显示出化学成分的差异,证明了恒星吞噬行星的现象比我们预想的要普遍。

堪培拉澳大利亚国立大学的天文学家丁元森博士对此评论说:“这种现象的发生频率真的很让人惊讶。”他的研究表明,我们太阳系这样稳定的行星系统可能并不是宇宙中的常态。这一发现挑战了我们对宇宙中行星系统稳定性的传统认知。

我们的太阳,这颗照亮地球的恒星,也将迎来它生命的终结。大约60亿年后,太阳将耗尽它的核心燃料,膨胀成为一颗红巨星,届时,它很可能会吞噬那些轨道靠近的行星。然而,这项新研究所探讨的,是处于生命中黄金时期的恒星。研究表明,在恒星的正常寿命期间,行星吞噬事件也是可能发生的——可能是由于某些行星在宇宙中的漂泊而与其他恒星发生碰撞。

丁元森博士进一步解释说:“我们的研究结果表明,许多行星系统可能在动态上并不稳定,一些行星可能会被抛射出来。”这一发现对于我们理解宇宙中行星系统的稳定性提供了新的视角。尽管如此,丁博士也提醒我们,至少在人类的时间尺度上,我们的太阳系是稳定的,我们无需为此担忧。

在探讨恒星与行星的相互作用时,我们不得不提及恒星系统的诞生与演化。恒星和行星是在巨大的气体与尘埃云中形成的,而这些云团本身就充满了复杂的动态过程。

这项新研究的一个关键问题是,恒星是如何吞噬这些行星的。是在它们形成的早期,还是在它们的生命中后期?研究人员指出,两种情况都有可能。在恒星的早期,行星构件可能会因为动态不稳定而被抛射出来,而在恒星的晚期,它们可能会因为恒星的膨胀而被吞噬。

恒星和行星的诞生和演化过程充满了变数。在恒星形成的早期,行星的运行轨道并非永远固定。恒星与行星之间的相互作用可能导致行星被抛射出原本的轨道,甚至被恒星直接吞噬。这种现象的发现,让我们对宇宙中行星系统的稳定性有了新的认识。

科学家们通过观测恒星的光谱,可以推断出它们的化学成分。当恒星中的分子受热时,会发出与其组成元素相对应的光波长,形成独特的光谱,就像恒星的化学指纹。当恒星吞噬行星时,它们的化学指纹会发生变化,这些变化可以通过观测恒星发出的光谱来识别。

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