恆星可以吃掉行星又把它們吐出來

作者 | 發布日期 2023 年 03 月 12 日 0:00 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
恆星可以吃掉行星又把它們吐出來


儘管很悲慘,行星被母恆星吞噬是整個宇宙的普遍情況,但不必然以厄運告終。天體物理學家團隊利用電腦模擬發現,行星不僅恆星吞噬時能存活,且還可以推動恆星演化。

行星系統形成的模型顯示,許多行星通常最終會被母恆星吞噬。這只是軌道動力學問題,新行星與圍繞年輕恆星的原行星盤隨機交互作用,會使行星進入混亂軌道,一些軌跡被完全趕出系統,其他軌跡則將它們送往母恆星。另一個吞噬機會發生在恆星生命即將結束時,當恆星變成紅巨星,也會影響系統引力動力學,並可能將行星送入母恆星大氣層。

但令人驚訝的是,當這種情況發生時,行星並不一定會死亡。天文學家在整個銀河系發現許多奇怪系統,行星進入恆星後倖存。如有些白矮星系統被巨大行星緊密圍繞,由於距離太近,以至於行星無法自然形成。有些恆星的大氣層含數量驚人重元素,這是岩石天體墜落跡象。還有一些恆星自轉速度太快,更被墜落行星加速。

所有系統都可能是恆星吞噬行星、影響恆星進一步演化的結果。但行星真能在恆星大氣層生存嗎?天體物理學家團隊使用恆星電腦模擬解決問題,追蹤可能落入恆星的各種行星演化和命運。模擬時研究各種質量行星和褐矮星,支持行星可被吞噬後倖存。

如某些情況,行星可在恆星大氣層內公轉並存活數千年。這種運動可甩掉恆星物質,使大氣層外緣變薄。其他情況,軌道能量交換會提高恆星大氣層溫度,看起來比正常情況更亮。

但為了吞噬後倖存,行星本身必須相對較大,至少要有木星的質量,像地球這類小行星並無法生存。如果行星夠大,可加速恆星演化,進而使恆星迅速結束生命,將行星從致命擁抱解放。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:Pixabay