2020年5月17日，美国加州帕洛玛天文台的茨威基暂现源设施（ZTF）发现，在天鹰座一个不起眼的角落里，一颗不起眼的星忽然亮了起来。在一个星期内，它在红外波段的亮度提高了30倍左右，之后又慢慢暗了下去，半年后再看它，只有最亮时的十分之一了。整个过程中，没有检测到代表较高能量的X射线。

ZTF SLRN-2020 · 数据源茨威基暂现源设施（ZTF），图像处理Melina Thévenot

实际上，亮度提高30倍也没什么了不起。比它亮得多的天文事件比比皆是，例如单独一颗超新星，亮度就能压倒整个星系的亿万恒星。所以这只能算是一场温柔的小爆发，它被编号为ZTF SLRN-2020，意思是“茨威基暂现源设施（ZTF）在2020年发现的亚光度红新星（SubLuminous Red Nova, SLRN）事件”。“亚光度”说明它不够亮，事情的神秘之处，也正是在于它不够亮。是什么事情让它闪了光，却闪得如此克制？

接下来的一年多，天文学家跟踪观测这颗星的亮度，分析它的光谱（能够反映恒星及周围物质的成分和温度），基本上限定了这件事的范围：恒星把围着它转的一颗行星吃掉了！当时的判断是，这颗恒星大约有0.8-1.5个太阳质量，行星质量不超过10个木星。

恒星吃掉行星的事件非常罕见。算上这一起，人类总共也只看到过3次。另外2次分别是YSO ASASSN-15qi和YSO ASASSN-13db，它们都以YSO开头，因为是初级恒星体（Young Stellar Object），处于恒星发育的婴幼儿阶段，身边刚刚成形的原行星还在引力混战状态，一不小心就会被其他行星小伙伴甩进恒星的火海。但是ZTF SLRN-2020是一颗成年恒星，身边的行星应该都各守其位了，怎么还会闹出吞食行星的悲剧呢？

根据恒星演化模型，成年恒星吃掉行星有个很合理的剧本，那就是当恒星衰老时，它的核心会收缩升温，以维持中心核聚变的运行，而稀薄的外壳则会因星核升温而急剧膨胀，变成一颗红巨星。比如咱们的太阳变成红巨星时，它的表面将能到达目前的地球轨道，届时水星和金星都会被它一口吞下。

但是这个剧本在ZTF SLRN-2020这里需要好好推敲。按照当时的判断，这颗恒星可能比太阳重，也可能比太阳轻，而恒星世界也是“越瘦越长寿”的。假如它比太阳轻很多，那么它的寿命会超过现有宇宙的年龄（138亿年），根本还不该变老膨胀呢。所以对这颗恒星需要更精密的测量，以便理解恒星吞行星罕见事件背后的物理机制。

我们说过，ZTF SLRN-2020是一场能量较低的事件，所以它的辐射波长主要集中在能量较低的可见光到红外线波段。由于地球大气层对红外线屏蔽很严重，因此过去的地面到2.5微米以上就没法观测了，对恒星质量估得不够精密，也不太了解行星解体喷出物的状态。还好，2021年底，一件红外波段的神器上了太空，它就是赫赫有名的韦布空间望远镜，2022年7月正式服役，给许多悬案补齐了信息拼图。

电磁波大气窗口 · 来源中国科学院

2022年9月5日，韦布望远镜使用近红外和中红外两台光谱设备，在2.9-12微米波长范围内，对ZTF SLRN-2020开展了进一步研究。读者朋友请留意，这时离爆发事件已经过了830多天，比之前的观测要晚500多天，所以我们要以动态发展的思路来解读这次观测的结果。

科学家把韦布望远镜测得的能谱分布（各个波长的能量分布）数据代入天体物理计算模型，得出恒星周围残余的热尘埃总量大约是太阳质量的400亿分之一，比500多天前数据的计算结果少了5万多倍，但尘埃变得很热，从550摄氏度上升到了990摄氏度。此外，韦布望远镜探测到3种发射谱线：波长4.05微米的布拉开α线、波长约4.3微米的疑似磷化氢线、波长4.38-5.15微米的一氧化碳线。而在500多天前的观测中，只能看到若干吸收谱线。这里稍微注解一下：发射谱线是热物质自己发出的光，吸收谱线则是光遇到冷物质后被扣留出的阴影。磷化氢的谱线特征符合570摄氏度的气体源，距离恒星应有33亿公里。综合对尘埃状况和发射谱线的这两个发现，说明在这500多天里，行星进入恒星时的喷出物（包括尘埃和气体）绝大部分弥散冷却到难以检测，而少量则朝着恒星身边回落下去，成为离恒星很近的炽热吸积盘。

喷出物的弥散和吸积 · 来源论文 DOI 10.3847/1538-4357/adb429

接下来就要回答那个关键问题：恒星是怎样吃掉行星的？使用韦布望远镜的观测数据，可以计算出这颗恒星的表面温度是3770摄氏度，发光能力是太阳的30%，只有0.7个太阳质量。这样的恒星叫做K型主序星，预期寿命超过150亿年，还远远没到变老的时候呢。所以“红巨星吞食周围行星”的剧本不成立了，得换一个解释。

人们从系外行星探测项目中发现过许多“热木星”“热海王星”的案例，这些行星离恒星非常近，公转周期很快。咱们的水星大约88天围着太阳转一圈，而热木星能做到每天跑一圈！这种围着恒星贴脸飞的轨道不太稳定，由于持续受到恒星的潮汐作用，行星轨道会逐渐缩小，最终掉进恒星里去。对于K型主序星来说，公转周期1天的热木星会在1亿年内被其吞噬，坠入前还先被巨大的潮汐力撕碎。这很可能就是ZTF SLRN-2020那里发生的事情。

那么，咱们地球的未来呢？会不会复刻ZTF SLRN-2020的故事？不用担心，在地球的距离上，潮汐力只会让地球越转越远。当太阳在50亿年后变成红巨星时，或许都够不着我们了。地球很可能会在一个安全的距离上，遥遥观赏太阳余烬白矮星的逐渐熄灭。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

出品丨中国科协科普部

监制丨中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨曲炯 科普作者

审核丨刘茜 北京天文馆研究员

来源: 科普中国创作培育计划

内容资源由项目单位提供