天文学家借助美国国家航空航天局(NASA)的“凌日系外行星巡天卫星”(TESS),在恒星演化研究领域取得重要进展。最新观测表明,处于红巨星阶段的年老恒星对轨道附近行星的破坏力远超此前认知,这一发现为理解太阳系未来命运提供了关键依据。
研究团队通过分析TESS卫星捕捉的凌日现象数据展开研究。当系外行星从宿主恒星前方经过时,会引发恒星亮度短暂减弱,科学家正是通过这种微弱变化探测行星存在。在近50万颗恒星的初始数据中,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。
观测数据显示,红巨星周围极难发现轨道较近的行星。统计表明,处于膨胀阶段的恒星拥有行星的概率仅为0.11%,较主序恒星低约3个百分点,且巨行星数量随恒星年龄增长持续减少。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。”华威大学研究员爱德华·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。”
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,核心收缩的同时外围氢壳层持续燃烧,使恒星体积膨胀至原先千倍。这种剧烈变化对近邻行星构成致命威胁——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,行星对恒星的拉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,但生命存续几乎不可能。我们仅研究了恒星演化初期的一两百万年,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,重点探究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。











