作者段跃初黄湘红

在浩瀚无垠的宇宙中,无数神秘的事件正在悄然上演。NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),凭借其卓越的观测能力,为我们揭开了许多宇宙奥秘的面纱。其中,对一颗外星行星坠入恒星这一罕见事件的观测,让科学家们对宇宙的演化有了全新的认识。

2020年,天文学家捕捉到了一个异常引人注目的天文现象,他们将其标记为ZTF SLRN - 2020。在短短约10天的时间里,来自银河系某个特定位置的可见光强度急剧飙升,随后在大约6个月的时间里逐渐减弱。当科学家们深入研究时,发现另一台名为NEOWISE(近地天体广域红外巡天探测器)的数据显示,在可见光爆发的大约7个月前,这个星系区域的红外光开始变得异常明亮,并且这种明亮状态持续了一年多。通过精确的定位,科学家们确定这些光线来自距离地球约12,000光年的一颗银河系恒星。最初的推测认为,这一戏剧性的事件很可能是一颗类似太阳的恒星吞噬了一颗质量不到木星10倍的行星。这种推测并非毫无根据,因为科学家们早已预测,大约50亿年后,我们的太阳系也可能上演类似的一幕,太阳会膨胀并至少吞噬最内侧的行星。

在最初的爆发事件发生两年多后,研究人员(包括一些参与最初研究的科学家)安排JWST使用两台关键仪器——望远镜的中红外仪器(MIRI)和近红外光谱仪(NIRSpec),对ZTF SLRN - 2020进行了详细观测。这些观测结果以一种引人入胜的方式改变了我们对这一奇特事件的认知,并于2025年4月10日发表在《天体物理学杂志》上。

MIRI的观测结果首先表明,这颗恒星的亮度不足以被归类为红巨星。红巨星是像太阳这样的恒星在膨胀过程中形成的一种星体类型。这意味着这颗恒星不可能像最初设想的那样直接吞没它的行星。相反,科学家们现在认为,这颗行星最初的大小大约与木星相当,但它的轨道比水星绕太阳的轨道更接近恒星。最终,它逐渐靠近恒星,不可避免地坠入其中。

在行星与恒星最终合并的过程中,科学家们推测,行星的撞击使得恒星外层的气体被抛射到太空中,这些气体冷却后形成了一个巨大的冷尘埃光环。然而,令人惊讶的是,NIRSpec还在更靠近恒星的位置发现了一个薄薄的分子气体环,这使得科学家们对行星的消亡过程的理解变得更加复杂。“这确实是研究这类事件的开端。这是我们唯一观测到的正在发生的此类事件,也是在一切平静下来后对其 aftermath 进行的最佳探测,”新研究的合著者、美国国家科学基金会国家光学红外天文学研究实验室(NSF NOIRLab)的天文学家瑞安·刘(Ryan Lau)在最近的NASA声明中表示,“我们希望这只是我们研究样本的开始。”

詹姆斯·韦伯太空望远镜的这一发现,不仅仅是对一个孤立宇宙事件的揭示,它更像是一把钥匙,为我们打开了一扇通往理解宇宙演化的新大门。通过对ZTF SLRN - 2020的研究,我们对行星与恒星之间的相互作用有了更深入的认识,这对于构建更加准确的宇宙演化模型至关重要。

展望未来,JWST的观测计划令人期待。今年夏天,JWST将开启其第四年的观测任务。在系外行星相关研究方面,它将致力于解答一系列关键问题,例如是否能在被称为白矮星的恒星残骸周围找到宜居星球。白矮星是恒星演化的末期产物,其周围的行星环境对于研究生命的起源和演化具有重要意义。此外,JWST还将对一些特别有趣的系外行星进行详细研究,以确定它们是否拥有大气层。大气层是判断这些星球上是否可能存在生命的重要特征之一,因为它对行星的气候、温度和化学组成等方面都有着深远的影响。

宇宙的奥秘无穷无尽,每一次新的发现都让我们对这个广袤而神秘的世界有了更深的认识。詹姆斯·韦伯太空望远镜作为人类探索宇宙的得力工具,正不断为我们带来惊喜和突破。随着科技的不断进步,我们有理由相信,未来将会有更多关于宇宙的奥秘被揭开,让我们更加深入地了解宇宙的过去、现在和未来。

参考文献:

Bartels, Meghan. "JWST Spots Remains of Alien Planet That Fell into a Star". Scientific American. April 11, 2025.

来源: 科普文讯