这颗幸运行星，离毁灭只差亿点点

最近，科学家发现一颗气态巨行星围绕着白矮星运行，这或许就是我们太阳系的未来：太阳爆炸成红巨星，并摧毁大部分内行星之后的情形。绘制：ADAM MAKARENKO, W. M. KECK OBSERVATORY

这是一个木星大小的世界，在恒星垂死挣扎的膨胀中，差一点就被毁灭——大约50亿年后，我们的太阳可能将迎来同样的命运。

撰文：NADIA DRAKE

这也许是银河系最幸运的行星：它距离我们大约6500光年，靠近星系中心，是一个庞大的气态世界，差一点被垂死的主恒星摧毁。

这颗行星和主恒星扭曲了背后的星光，这才被天文学家发现，相关描述发表于10月13日《自然》杂志。这个木星大小的遥远世界很幸运，正围绕微小的恒星尸体旋转——那是一颗昏暗的白矮星，和地球差不多大，曾经很像太阳。渐渐老去的恒星膨胀成红巨星，然后坍塌成致密的白矮星，在这个过程中，轨道上的行星很容易被摧毁。

“这颗行星可以说是九死一生，”加州理工学院的Juliette Becker说：“它很可能差点被摧毁。”Becker没有参与探测。

如果这颗行星距离恒星再近一点，就可能无法逃脱一连串的厄运，比如被烧成灰，或者被撕碎；当垂死的太阳膨胀成红巨星时，地球终将迎来其中一种命运。科学家推测，这个外星行星系统可能与太阳生命晚期，地球邻居们的命运相似。

“这个系统与我们预测的太阳系的最终状态非常类似，”研究作者、NASA戈达德宇宙飞行中心的David Bennett说。

这个系统还有助于科学家了解主恒星惨烈死亡后，行星存活的概率。如果白矮星周围，完整的行星很常见，那么“行星的数量比我们预想的更多”，俄亥俄州立大学的天文学家Scott Gaudi说。

“这意味着，到目前为止，我们对银河系里的行星计算可能估计不足，”他说：“在系外行星领域有个笑话：翻开每一块岩石，都能发现一颗新的行星。”

太阳系的宿命

恒星渐渐老去，中心核熔炉所需的氢耗尽，从而引发一系列事件，这对轨道上的行星而言非常危险。大约50亿年后，太阳也将迎来同样的命运，那时地球就麻烦了。

没有了氢的太阳会慢慢膨胀成红巨星，这一过程中，水星将被吞噬和焚毁，然后是金星。几乎可以肯定的是，地球如果没有被焚毁，也会被太阳的引力所撕裂。火星可能因为距离足够远，幸存下来。在外太阳系，四颗巨大的行星会被推来推去，最有可能进入更远的轨道；不过在某些特殊情况下，它们可能被完全抛出太阳系，甚至被推向太阳。

“随着太阳老去，太阳系里的行星会遇到各种奇怪的现象，”Becker说：“这个过程非常激烈，尤其是太阳系内部的行星。”

太阳膨胀成红巨星大约10亿年后，将坍缩成致密的恒星尸体：白矮星，质量只有原来的一半，体积相当于地球。这个过程也会对附近的行星造成严重破坏，留下来的世界将会变得面目全非。如果四颗巨行星能留存下来，它们很有可能因为遇到路过的恒星，消失几十亿年。

幸存者的故事

虽然天文学家推测，在主恒星死亡后的混乱中，行星能存活下来，但他们尚未发现很多度过浩劫的行星。2010年，科学家借助天文物理重力微透镜观测项目，发现了这次新描述的系统，当时这颗幸存的行星和白矮星直接来到了更遥远的背景星前面。

这样的排列导致两颗星的引力放大并扭曲了遥远的星光，产生了天文学家所谓的微引力透镜现象。到目前为止，通过这种现象，天文学家发现了大约90个世界，包括自由飘浮的行星，以及脱离主恒星，独自漫游星系的流浪星球。

这颗巨行星和白矮星扭曲背后星光的方式，展示了这个系统的几个关键特征，包括在天空中的运行情况、存在一颗恒星和一颗行星，以及行星的大轨道。观测结果也有助于天文学家计算这两个天体的相对质量。天文学家对这个被称为MOA-2010-BLG-477Lb的系统很感兴趣，但需要再等几年才能更仔细地观察。

“发生微引力透镜现象时，我们很难区分前后两颗恒星，因为它们恰好重叠在一起，”Bennett说：“所以我们要等它们分开。”

2015年，Bennett和同事利用夏威夷莫纳克亚山山顶强大的凯克望远镜Ⅱ，寻找这颗恒星。5年过去了，他们知道这个系统一定移动了很长的距离，于是他们把望远镜对准目标，在黑暗中寻找，却完全没有发现与他们要找的恒星相似的天体——只发现了另一颗恒星，向着错误的方向移动。

2016年和2018年，研究团队再次进行观察，都一无所获。但根据扭曲的星光，他们知道它就在那里。鉴于观察不到，Bennett和同事意识到，无论他们寻找的是什么，它都太暗了，凯克望远镜Ⅱ发现不了。

“我们知道它是一颗暗星，比太阳的质量略轻，那么显而易见是白矮星，”Bennett说。

经过几次计算后，研究团队得出结论，这个系统包括一个木星大小的世界和一颗质量为太阳一半的白矮星。这颗行星的轨道与恒星的距离，至少是地球轨道的2.8倍，与太阳系小行星带的位置相仿。

“这颗行星就在我们预计会形成巨行星的地方，”Gaudi说：“说明在类日恒星的演化过程中，类似木星的行星可能会幸存下来。”

不知何故，这个巨行星所处的位置恰到好处，可以避免恒星演化带来的致命后果——这个距离不仅取决于垂死的恒星，也与行星的特质、邻近的星球（如果有的话）有关。

寻找更多围绕白矮星运行的行星

天文学家曾发现过行星围绕白矮星运行的证据，但都不同于这次的情况。2019年，一个国际天文学家团队发现一颗白矮星周围，有一个气态碎片盘，并推测碎片中可能有一颗致密小行星的残骸。这个被摧毁的世界可能正是地球无可避免的命运。天文学家还发现了其他很多碎片盘，并判断它们来自不幸的行星和小行星。

去年，另一个研究团队利用NASA探索者计划的苔丝望远镜，34小时内就发现了一颗围绕白矮星旋转的巨大的行星。这颗行星离主恒星非常近，“以至于红巨星阶段，它一定会被吞噬，”Becker说：“这意味着当恒星变成白矮星后，它不得不移动位置。”

在过去20年里，科学家在白矮星表面探测到了化学元素的痕迹——这是被吞噬的岩石世界留下的碎屑。

所有这些观测数据，再加上新发现的系统，都表明在主恒星的演化过程中，一些行星可以存活下来，至少是一段时间。但决定行星生死的过程仍然不甚明朗。

计划于21世纪20年代中期发射的NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜，将为我们带来更多围绕白矮星旋转的行星。天文学家会发现更多行星在围绕恒星尸体运行，从而进一步了解恒星的死亡如何改变行星系统的结构，预测太阳系的未来。

Bennett说，在新发现的系统里，可能还有其他围绕白矮星运行的行星。虽然地球无法从太阳的剧烈死亡中幸存（至少是可识别状态），但也许其他行星可以，而太阳系也将在不断变化中继续存在。

（译者：Sky4）