北京
想象一下，數(shù)十億年后，太陽(yáng)耗盡燃料，開(kāi)始膨脹成一顆紅巨星。水星、金星，可能還有地球，都會(huì)在膨脹中被吞沒(méi)消失。但外層的木星呢？它會(huì)活下去嗎？現(xiàn)在，NASA的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，拍到了一顆正在經(jīng)歷這種命運(yùn)的行星——它像木星那么大，正貼著一顆“死星”白矮星轉(zhuǎn)，而且軌道緊得讓人直冒冷汗。它到底是怎么從恒星死亡浩劫中生存下來(lái)的？
這趟宇宙快照的主角，叫WD 1856 b。它早在2020年就被NASA的TESS衛(wèi)星和已退役的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，距離我們約80光年。它圍繞的白矮星WD 1856+534，曾經(jīng)也是一顆類(lèi)似太陽(yáng)的恒星。當(dāng)恒星走到生命末期，會(huì)先膨脹為紅巨星，再拋掉外層，只留下一個(gè)熾熱的地球大小的內(nèi)核，就是白矮星。按理說(shuō)，任何離得太近的行星，在紅巨星階段就會(huì)被吞掉、毀滅，可WD 1856 b非但沒(méi)被撕碎，還穩(wěn)穩(wěn)地運(yùn)行在一個(gè)極窄的軌道上——每34小時(shí)繞一圈，軌道半徑不到300萬(wàn)公里，只有地球到太陽(yáng)距離的五十分之一。更夸張的是，這顆行星的體積和木星差不多，而它的宿主白矮星只有地球大小，行星足足比恒星大了七倍。
英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)的瑞安·麥克唐納是論文第一作者，他形容得很直白：“行星有木星那么大，但白矮星只有地球那么大，所以行星比它的恒星大七倍。”這種體型倒掛，本身就像一個(gè)宇宙玩笑。但如果這顆行星從一開(kāi)始就在這么近的軌道上，它在紅巨星階段早就被炸成氣態(tài)殘骸了。那它是怎么逃過(guò)一劫，還貼到這么近的？
答案藏在溫度里。研究團(tuán)隊(duì)用韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了WD 1856 b從白矮星前方經(jīng)過(guò)的凌星過(guò)程。當(dāng)行星擋住部分星光時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)光被遮擋得較多，但紅外波段的光減弱得卻少一些。多出來(lái)的紅外線，正是行星自身熱量輻射出來(lái)的。計(jì)算結(jié)果顯示，這顆行星的溫度高達(dá)約126攝氏度，遠(yuǎn)比單獨(dú)接收白矮星微弱光線所能維持的溫度要高得多。這個(gè)熱得反常的溫度，成了揭曉謎底的關(guān)鍵扣子。
論文合著者、西北大學(xué)的克里斯托弗·奧康納負(fù)責(zé)追蹤這顆行星的“體溫”歷史。溫度異常表明，WD 1856 b不可能一直待在這個(gè)軌道上慢慢冷卻，它一定是在恒星死亡后，通過(guò)某種劇烈的方式被“塞”進(jìn)來(lái)的。只有這樣，它才能帶著剩余的內(nèi)部熱量，保持高于預(yù)期的溫度。換句話說(shuō)，這顆行星是在白矮星形成之后，才從更遠(yuǎn)的地方遷移過(guò)來(lái)的——先活下來(lái)，再慢慢靠近。這個(gè)機(jī)制，讓一顆本應(yīng)被毀滅的行星，反而和死去的恒星形成了最親密的雙人舞。
這一結(jié)果，周三發(fā)表在《自然》雜志上。它不僅僅是解答了一顆系外行星的怪異生存史，更像是一扇預(yù)示未來(lái)的窗：當(dāng)我們的太陽(yáng)也變成白矮星時(shí)，木星也許不會(huì)跟著地球一起陪葬，而是會(huì)在外側(cè)軌道冷眼旁觀，甚至可能在引力擾動(dòng)下向中心靠攏。韋伯這次拍下的，不只是80光年外的一顆死星和它的木星，還是太陽(yáng)系可能面臨的幾十億年后的結(jié)局。
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