天文學家借助美國國家航空航天局(NASA)的“凌日系外行星巡天衛星”(TESS),在恒星演化研究領域取得重要進展。最新觀測表明,處于紅巨星階段的年老恒星對軌道附近行星的破壞力遠超此前認知,這一發現為理解太陽系未來命運提供了關鍵依據。
研究團隊通過分析TESS衛星捕捉的凌日現象數據展開研究。當系外行星從宿主恒星前方經過時,會引發恒星亮度短暫減弱,科學家正是通過這種微弱變化探測行星存在。在近50萬顆恒星的初始數據中,研究人員篩選出約1.5萬個潛在行星信號,最終鎖定130顆圍繞紅巨星運行的候選行星,其中33顆為首次發現的新天體。
觀測數據顯示,紅巨星周圍極難發現軌道較近的行星。統計表明,處于膨脹階段的恒星擁有行星的概率僅為0.11%,較主序恒星低約3個百分點,且巨行星數量隨恒星年齡增長持續減少。這些證據表明,大量行星在宿主恒星演化過程中已被徹底摧毀。
“恒星脫離主序階段后,會迅速導致鄰近行星軌道衰減并最終被吞噬。”華威大學研究員愛德華·布萊恩特指出,“盡管理論早有預測,但紅巨星吞噬行星的效率仍令人震驚。我們首次在大樣本恒星群體層面直接觀測到這種影響。”
恒星演化至紅巨星階段時,核心氫燃料耗盡導致核聚變停止,核心收縮的同時外圍氫殼層持續燃燒,使恒星體積膨脹至原先千倍。這種劇烈變化對近鄰行星構成致命威脅——約50億年后,太陽進入紅巨星階段時將吞噬水星和金星,地球軌道也可能受到影響。
研究揭示,行星毀滅源于恒星與行星間的引力相互作用。倫敦大學學院研究員文森特·范·艾倫解釋:“就像月球引發地球潮汐一樣,行星對恒星的拉力會持續削弱其軌道能量。隨著恒星膨脹,這種潮汐作用顯著增強,最終導致行星螺旋墜入恒星或解體。”
關于地球能否幸存太陽的紅巨星階段,研究團隊給出謹慎判斷。范·艾倫表示:“地球軌道位置相對安全,但生命存續幾乎不可能。我們僅研究了恒星演化初期的一兩百萬年,而后續過程仍充滿不確定性。”
目前研究團隊正計劃收集更多數據,重點探究行星命運差異的物理機制。“精確測定行星質量后,我們將厘清驅動軌道衰減的關鍵因素。”布萊恩特透露,這項研究已發表于《皇家天文學會月刊》,為理解恒星-行星相互作用提供了新視角。











