天文学家发现死去的恒星在死后数十亿年仍在吞噬其行星

天文学家发现死去的恒星在死后数十亿年仍在吞噬其行星。图片来源：uux.cn太空望远镜科学研究所

（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：每颗恒星都是为死而生的。温暖而金色的太阳也不例外，它为我们的星球提供了光明和生命。大约五十亿年后，它的核心脏将耗尽为其火提供燃料的氢气。当这种情况发生时，向内拉动的重力和向外推的辐射之间的平衡将崩溃。太阳将膨胀成一颗红巨星，吞噬水星、金星，甚至可能吞噬地球，然后像巨大的宇宙花朵一样将其外层脱落到太空中。

剩下的将是它裸露的核心——一颗白矮星。虽然不比地球大，但这个残余物将容纳太阳近一半的质量，它的引力巨大，它的光线微弱，是曾经照亮太阳系的逐渐消失的余烬。

几个世纪以来，天文学家一直认为，这些恒星标志着一个安静的终结——一个宁静和寂静的恒星来世。曾经绕着它们运行的行星，如果它们能幸存下来，就会在稳定、冰冻的轨道上围绕死太阳漂移。但宇宙，正如它经常做的那样，有一个不同的故事要讲。

在145光年外的天空一角，天文学家们有了非凡的发现。在一颗名为 LSPM J0207+3331 的白矮星周围，他们发现的不是行星系统平静的墓地，而是持续混乱的场景。

这颗白矮星古老而微弱，大约有三十亿年的历史，仍在吞噬其失落世界的遗迹。研究人员利用夏威夷莫纳凯亚的 W. M. Keck 天文台分析了它的光线，并发现了 13 种重元素的指纹——岩石物质的明确化学痕迹。

这些金属不可能来自恒星本身。它们是固体的残骸——一颗小行星、一颗矮行星，甚至是古代世界的碎片——被重力撕裂，现在正在坠入白矮星的表面。

“这就像观看宇宙尸检，”蒙特利尔大学特罗蒂尔系外行星研究所该研究的主要作者埃里卡·勒布尔代斯说。“我们看到一颗早已过了巅峰期的恒星仍在与它曾经培育的行星系统相互作用。这不应该发生——但它确实发生了。

光谱学——解码光颜色的艺术——揭示了细节。每个元素都留下一个独特的签名，一个蚀刻在星光下的光谱条形码。该团队确定了镁、铁、硅和钙的存在，这些元素构成了地球等岩石行星。

数量惊人。根据合著者帕特里克·杜福尔的说法，吸积的碎片一定来自一个至少 200 公里宽的物体，大约有一颗大小行星或一颗小卫星那么大。“对于这个年龄的白矮星来说，岩石物质的数量异常高，”他说。

这意味着最近——在过去几百万年内——发生了一些东西扰乱了这个系统。也许一颗遥远的行星在其轨道上移动，将一个较小的天体推向了致命的轨道。这个不幸的物体向内盘旋，被潮汐力撕碎，形成一个由尘埃和金属组成的发光圆盘，围绕着这颗垂死的恒星。慢慢地，碎片如雨点般落下，用它曾经活着的系统的灰烬丰富了白矮星的大气层。

从某种意义上说，LSPM J0207+3331 是一颗食人恒星，以自己后代的遗骸为食。很长一段时间以来，科学家们都认为，当一颗恒星变成白矮星时，所有的运动都会停止——行星系统会永远冻结在安静的稳定中。但像这样的发现颠覆了这种观点。

天文学家现在知道，近一半的白矮星显示出重元素的痕迹，这表明它们在死后很长一段时间内仍在吸积物质。这意味着它们的行星系统不是一成不变的——它们在母恒星消亡数十亿年后继续演化、不稳定，有时甚至崩溃。

“这一发现挑战了我们对行星系统演化的理解，”勒布尔代说。“现阶段持续的吸积表明，行星残余物可以生存并且仍然经历动态变化的时间比我们预期的要长得多。”

如此古老的混乱怎么还会围绕着一颗如此古老的恒星展开？天文学家提出了一种称为延迟行星不稳定性的过程。

当一颗恒星脱落外层并变成白矮星时，它会失去很大一部分质量。这种质量损失削弱了它的引力，巧妙地改变了行星的轨道。随着时间的推移，多颗行星之间的引力拉扯可能会破坏它们的路径稳定。慢慢地，无声地，这个系统瓦解了。

这可能需要数十亿年的时间，但最终，一个不幸的物体——也许是一颗小行星或小行星——会失去平衡。就像一个从树枝上掉下来的苹果一样，它向白矮星坠落，结果却被撕碎并被吞噬。

正如太空望远镜科学研究所的约翰·德贝斯所解释的那样，“在恒星死亡很久之后，显然有一些东西扰乱了这个系统。即使在数十亿年之后，仍然有一个能够污染白矮星的物质库。

现在的问题是：是什么引发了最近的混乱？一颗幸存的巨行星——比如木星——仍在绕白矮星运行，是否引发了这场灾难？

探测如此遥远、寒冷的行星是极其困难的。但天文学家并没有放弃。欧空局的盖亚太空望远镜正在绘制数十亿颗恒星的精确运动图，它可能会检测到 LSPM J0207+3331 中由看不见的伴星引力引起的细微摆动。

与此同时，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜可以在红外光下仔细观察碎片盘，寻找隐藏行星或其他碎片的线索。“未来的观测可能有助于区分行星动荡或与另一颗恒星的近距离接触，”德贝斯说。“不管怎样，这里发生了一些戏剧性的事情。”

要了解这一发现的规模，请想象一下遥远未来的太阳系。

五十亿年后，当太阳坍缩成白矮星时，是否还会有地球和火星的残余物在寒冷的黑暗中盘旋？一些幸存的小行星能否在木星或土星的引力低语的推动下向内盘旋，并在太阳幽灵般的残余物中结束？

如果另一个文明通过望远镜观察我们死去的恒星，他们可能会看到同样的迹象——金属污染、尘埃环、破碎世界的光谱指纹。他们可能会在人类灭绝很久之后，在白矮星的微弱光线下阅读地球的故事。

LSPM J0207+3331 的系统让我们得以一窥可能的未来——这是写在另一个太阳残余物中的命运的令人难以忘怀的反映。

白矮星不再只是恒星墓碑;他们是宇宙考古学家。通过研究它们吸积的碎片，天文学家可以重建曾经绕它们运行的系外行星的组成。

事实上，许多受污染的白矮星表现出与地球岩石相似的特征——这证明岩石行星在我们的银河系中很常见。每一个都是失落世界的化石记录，是一颗被重力撕裂的古老星球的化学回声。

我们对这些恒星遗迹研究得越多，我们就越了解行星系统是如何形成、演化和消亡的。在这样做的过程中，我们还了解了物质的弹性——世界可以崩溃，但它们的本质却经久不衰，永远铭刻在垂死的星星的光芒中。

LSPM J0207+3331 的故事提醒我们一个深刻的真理：宇宙从不闲着。即使在死亡中，恒星仍然是宇宙盛大舞蹈的积极参与者。重力、时间和运动继续它们无尽的相互作用，塑造和重塑存在的结构。

我们的太阳最终转变为一颗白矮星并不标志着我们故事的结束，而是另一个故事的开始——一个安静、幽灵般的来世，地球的回声可能仍然围绕着曾经赋予我们生命的恒星的冰冷残骸。

从现在起数十亿年后的某个地方，另一个文明可能会窥视宇宙并研究我们死去已久的太阳，就像我们今天研究 LSPM J0207+3331 一样。他们将在微弱的光线下读到我们太阳系的故事——世界的崛起、生命的诞生以及尘埃最终散落到永恒中。

恒星会死去，但它们的物质不会消失。从被摧毁的行星上撕下来的原子漂流到太空中，再次编织成新的恒星、新的行星，也许是新的生命。宇宙循环利用一切。即使在结局中，也有开始。

这就是白矮星盛宴的教训——转变的持久性。一颗恒星可能会褪色，它的世界可能会崩溃，但生命和物质的故事仍在继续，在物理定律和时间的诗意下永恒地重塑自己。

最后，LSPM J0207+3331 不仅仅是一颗垂死的星星。它提醒我们，宇宙中没有什么是真正结束的——只是改变形式。

也许，在那个无尽循环的某个地方，像我们这样的人会再次升起，抬头仰望天空，想知道当星星死去时会发生什么。

更多信息：Érika Le Bourdais 等人，追踪 3 Gyr 老的富氢白矮星中的行星吸积：LSPM J0207+3331 的极度污染大气层，天体物理学杂志 （2025）。DOI：10.3847/1538-4357/ae0ace iopscience.iop.org/article/10。847/1538-4357/ae0ace