我国发现三颗“本不该存在”的行星，它们为何能逃过恒星吞噬？

恒星变“老”会膨胀，靠得太近的行星会被它“吞掉”，这是天文学一直以来的认知，但我国天文学家的一项最新发现颠覆了这个认知。近日，云南大学物理与天文学院钱声帮教授率团队在美国《国家科学院学报》发表论文，宣布发现三颗本该被恒星吞噬却“活”下来的系外行星。

在我们的认知里，行星绕着恒星转，恒星演化的路径是逐渐膨胀，直至生命尽头。云南大学物理与天文学院教授钱声帮表示，学界普遍认为，在恒星膨胀的过程中，离它近的行星难逃被“吞噬”的命运。当太阳这类恒星耗尽核心的氢燃料后，会逐渐演化为红巨星，其半径可膨胀至原来的上百倍。在这一过程中，距离较近的行星可能直接被不断扩张的恒星包层吞没。同时，随着恒星半径增大，恒星与行星之间的潮汐相互作用显著增强，可能导致行星轨道逐渐收缩，最终坠入恒星内部而被吞噬。因此，传统恒星演化理论认为，距离宿主恒星过近的行星通常难以度过红巨星阶段。

然而没想到的是，“凡事都有例外”这句话在这一普遍认知中也发生了。钱声帮团队先利用卫星数据，对三颗系外行星的宿主星亮度中的微弱变化进行分析，确认它们已进入核心氦燃烧阶段。

钱声帮介绍，首先通过对凌星系外行星巡天卫星数据进行星震学分析，首次确认了它们的宿主星是经历了剧烈膨胀的红巨星阶段后演化而来的红团簇巨星。接下来，他们又利用模型追溯三颗宿主星过去的演化膨胀范围，并与现今的星轨比较，发现它们的轨道尺度均落入理论吞噬区域，但这三颗行星却并未被宿主星吞噬，且依然存在。

钱声帮进一步解释，这三颗幸存的行星仍然围绕各自原来的宿主恒星运行，并没有更换恒星。它们的宿主恒星在经历红巨星阶段的剧烈膨胀后，外层重新收缩，进入以核心氦燃烧为特征的红团簇演化阶段。因此，这些行星目前仍处于原来的恒星系统中。

钱声帮表示，过去如果只发现单个幸存的行星，或许可以用偶然事件来解释。但这回一次性找到三个“幸运儿”，并且这三颗行星的宿主是三个不同的恒星，说明这不是个例，其背后可能存在某种共同的物理机制。

这项颠覆认知的发现让大家耳目一新，同时也带来更多新的问题。行星是怎么“活”下来的？活下来的状态是怎样的？太阳的膨胀过程中，地球有可能逃离被“吞”的命运而“活”下来吗？

这三颗宿主恒星演化到红巨星阶段，表明它至少经历了一次膨胀，走到了生命的尾声。论文第一作者、云南大学物理与天文学院博士后林文徐指出，此时的恒星还具有一定的引力，使得行星依然还围着它转，但“活”下来的行星并不代表它有生命。

林文徐介绍，这种所谓的存活是指行星作为独立天体得以保留，并不意味着表面还存在着生命。宇宙中有很多流浪行星，它们本身并不是围绕着任何的恒星运行的，但是在我们研究的对象中，这些行星都围绕着一个单一的恒星在运行，只不过这个恒星已经进入了演化后期，它们已经经过了膨胀再收缩，它们未来还会继续膨胀下去。

如果这些恒星再膨胀下去，这三颗行星还能不能继续“活”下来不得而知，但它们能躲过从恒星变成红巨星阶段的这次膨胀，已经打破传统认知。

它们为什么能“活”下来？林文徐表示，团队有几种推测：有可能这个系统就像太阳系一样有很多行星，在膨胀的过程中内侧的行星被吞噬掉了，但吞噬的时候会激发恒星的包层物质，这些物质会远离恒星，在周围形成一个“再生行星盘”。这个“再生行星盘”会让外围行星的轨道逐渐收缩，在这个过程中，中间的恒星已经膨胀结束并且收缩回去了。但是外围的行星仍然在这个行星盘中相互作用，最后慢慢地轨道收缩到如今的这个状态，就会形成这样一种悖论。还有一种推测是恒星在剧烈的膨胀过程中产生的各种相互作用，把一些行星“推”出来了。

这些原因只是一些合理推测，仍需要进一步的观测和理论模拟加以验证。林文徐表示，这项研究让我们意识到，行星的最终命运比我们想象的更复杂，不能仅依据恒星的最大膨胀半径作出简单判断，还需要考虑其他因素。这为进一步理解太阳系的长期演化，尤其是地球的最终命运，提供了新的观测依据。

这一发现更会让人产生联想：当太阳膨胀成红巨星的时候，包括地球在内的这些行星又会有怎样的命运？

林文徐解释，这些研究能表明，有些行星可能会在这个过程中幸存下来。这个幸存的原因虽然是未知的，但是这为地球未来的命运提供了更多的可能性。或许有可能在未来太阳变成红巨星之后，有一些特殊的作用或规律让地球得以幸存下来，而不是在太阳的膨胀中被吞噬，但是不能直接推断出地球也会幸存。哪怕地球最终没有幸存，太阳它也会慢慢地持续增量，使得地球在太阳红巨星到来之前就失去了适合生命存在的条件。

不过，希望仍然存在。或许在太阳变“老”的过程中，人类已经找出了一种办法，让地球远离太阳，给生命的长期延续创造新的条件，做一颗不再依附太阳的“流浪地球”。

来源：科普中国

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