天文学家对“不应该存在的行星”感到困惑

　　天文学家对“不应该存在的行星”感到困惑。署名:朱利安·鲍姆

　　据The Conversation（丹尼尔·胡伯）：寻找太阳系外的行星——系外行星——是天文学中发展最快的领域之一。在过去的几十年里，已经探测到了5000多颗系外行星，天文学家现在估计，我们银河系中平均每颗恒星至少有一颗行星。

　　许多当前的研究努力旨在探测适合生命存在的类地行星。这些努力集中在所谓的“主序”恒星上，如我们的太阳——恒星通过在其核心将氢原子融合成氦来提供动力，并在数十亿年内保持稳定。迄今为止，超过90%的已知系外行星是在主序星周围被探测到的。

　　作为一个国际天文学家团队的一员，我们研究了一颗看起来很像我们的太阳的恒星，发现它有一颗行星，按理说它应该被吞噬。在《自然》杂志发表的研究中，我们揭开了这个星球存在的谜题，并提出了一些可能的解决方案。

　　一瞥我们的未来:红巨星

　　就像人类一样，恒星随着年龄的增长也会发生变化。一旦恒星耗尽了核心中的所有氢，随着恒星的冷却，恒星的核心会收缩，外层会膨胀。

　　在这个“红巨星”演化阶段，恒星可以增长到原来大小的100多倍。当这种情况发生在我们的太阳上，大约50亿年后，我们预计它会变得如此之大，以至于吞没水星、金星，甚至可能吞没地球。

　　最终，核心变得足够热，恒星开始融合氦。在这个阶段，恒星会收缩到原来大小的10倍，并持续稳定燃烧数千万年。

　　恒星内部的声波可以用来确定它是否在燃烧氦。鸣谢:加布里埃尔·佩雷斯·迪亚兹/加那利群岛天文研究所

　　我们知道数百颗行星围绕红巨星运行。其中之一被称为8大熊星座b，这颗行星的质量大约相当于木星，其轨道距离其恒星的距离大约只有地球到太阳距离的一半。

　　这颗行星是由韩国天文学家团队在2015年使用“多普勒摆动”技术发现的，该技术测量行星对恒星的引力。2019年，国际天文学联合会以朝鲜半岛最高的山脉命名了这颗恒星Baekdu和这颗行星Halla。

　　一个不应该存在的星球

　　美国宇航局的过境系外行星调查卫星(TESS)太空望远镜收集了关于白头的新数据，对这些数据的分析得出了一个令人惊讶的发现。与我们发现的其他在近距离轨道上运行的系外行星不同，Baekdu已经开始在其核心融合氦。

　　利用研究恒星内部波动的星地震学技术，我们可以确定恒星正在燃烧的物质。对于白头来说，电波的频率清楚地表明它已经开始在其核心燃烧氦。

　　这一发现令人困惑:如果白头燃烧的是氦，那么它在过去应该要大得多——大到足以吞没星球哈拉。哈拉怎么可能活下来？

　　正如科学研究中经常出现的情况一样，第一步行动是排除最琐碎的解释:哈拉从未真正存在过。

　　如果白头星曾经是一颗双星，那么有两种情况可以解释哈拉星的存在。鸣谢:SOEST/夏威夷大学小布鲁克斯·g·贝斯

　　事实上，一些利用多普勒摆动技术发现的围绕红巨星运行的行星，后来被证明是恒星自身行为的长期变化造成的幻觉。

　　然而，后续观察排除了Halla的这种假阳性情况。在过去的13年里，来自白杜的多普勒信号一直保持稳定，对其他指标的仔细研究表明，对该信号没有其他可能的解释。Halla是真实的——这让我们回到了它是如何在吞没中幸存下来的问题。

　　两颗星合二为一:一种可能的生存场景

　　在确认了这颗行星的存在后，我们得出了两个方案，可以解释我们在白头和海拉看到的情况。

　　我们银河系中至少有一半的恒星不是像我们的太阳那样孤立形成的，而是双星系统的一部分。如果白头曾经是一颗双星，那么汉乐可能永远不会面临被吞没的危险。

　　这两颗恒星的合并可能阻止了其中任何一颗恒星膨胀到足以吞没行星Halla的尺寸。如果一颗恒星自己变成了红巨星，它会吞没Halla——然而，如果它与一颗伴星合并，它会直接跳到氦燃烧阶段，而不会大到足以到达地球。

　　或者，哈拉可能是一颗相对新生的行星。两颗恒星之间的剧烈碰撞可能产生了一团气体和尘埃，行星可能就是从这些气体和尘埃中形成的。换句话说，哈拉星球可能是最近诞生的“第二代”星球。

　　无论哪种解释是正确的，发现一颗围绕燃烧氦的红巨星运行的近地行星表明，大自然找到了让系外行星出现在我们最意想不到的地方的方法。