四川
探索宇宙奥秘 · 理性思考
恒星也有生老病死。
我们的太阳在几十亿年后，会变成一颗红巨星。
届时，它的体积会剧烈膨胀，吞没水星和金星。
地球的命运也悬而未决。
但那些像木星一样的气态巨行星呢？
它们会被恒星无情吞噬，还是能在这场浩劫中幸存？
科学家通过模拟发现，红巨星虽然强大，但并不能毁灭所有气态巨行星。
有些“硬汉”不仅活了下来，还围绕着死后的恒星——白矮星继续旋转。
恒星在生命的尽头，会经历剧烈的变化。
当主序星耗尽核心的氢燃料，它就会膨胀成红巨星。
在这个过程中，恒星会抛掉外层物质。
这会导致恒星质量大幅下降。
质量下降意味着引力减弱。
根据物理学定律，引力减弱会使得行星的轨道向外漂移。
这本该是行星逃离的好机会。
但是，恒星膨胀后的体积实在太大。
那些距离太近的行星，会被直接吞没。
即使没被吞没，巨大的潮汐力也会把行星撕碎。
高温更是能将岩石和气体蒸发殆尽。
这就是为什么我们以前很少在白矮星周围找到行星。
大家以为它们都死光了。
这表明，有些气态巨行星有着惊人的生存能力。
这项新研究的负责人是Alex Mauch-Soriano。
他们来自智利费德里科·圣玛丽亚技术大学。
团队并没有直接去望远镜里“碰运气”。
他们利用计算机模拟，合成了一大批白矮星系统。
他们想看看，到底有多少行星能活下来。
结果令人惊讶。
模拟显示，银河系中拥有亚恒星伴星的白矮星比例很低。
这个比例低于3%。
也就是说，绝大多数气态巨行星都死于恒星演化。
我们之所以观测得少，不是因为看不见。
而是因为它们真的不存在。
观测上的稀缺，反映了真实的生存惨状。
那些活下来的行星，确实是“万里挑一”的幸运儿。
既然是幸存者，肯定有它们的生存之道。
研究团队总结出了几个关键条件。
首先是白矮星的质量。
幸存行星围绕的白矮星，质量通常较小。
大概在0.53到0.66倍太阳质量之间。
这意味着它们的“前身”质量也不大。
其次是系统的年龄。
年轻的系统更有可能保留幸存者。
在1到60亿年的系统中，幸存率略高于3%。
最关键的还是距离。
太近了，会被红巨星吞掉。
太远了，引力束缚太弱，容易在质量损失过程中“跑丢”。
还有一个有趣的因素是“金属丰度”。
母恒星的金属含量越高，形成的行星通常越多。
这也增加了出现“硬汉”行星的概率。
此外，潮汐力的强弱也很重要。
如果恒星产生的潮汐力较弱，行星存活率会高出一倍。
反之，如果潮汐力太强，幸存的可能性微乎其微。
在这个领域，中国科学家也在贡献着独特的智慧。
我们国家拥有“郭守敬望远镜”（LAMOST）。
这是一架光谱获取率极高的望远镜。
它为白矮星的研究提供了海量的数据支持。
中国科学家利用这些数据，重点研究白矮星的“大气污染”。
白矮星本应是纯净的氢或氦大气。
如果发现里面有金属元素，那通常是它吞噬了行星碎屑的证据。
虽然这与寻找“完整幸存”的气态巨行星不同。
但这恰恰从另一个侧面，描绘了行星系统的末日图景。
他们就曾利用LAMOST数据，发现了大量被污染的白矮星。
这证明了行星物质在恒星演化过程中的普遍存在。
而这项新研究关注的是“幸存下来的个体”。
两者合在一起，才拼凑出了完整的恒星演化与行星命运图景。
未来，随着中国空间站巡天望远镜（CSST）的发射。
我们有望在白矮星周围发现更多的行星。
无论是幸存者还是残留的碎片，都将无处遁形。
这不仅有助于我们理解太阳系的未来。
也能让我们看清，宇宙中生命演化的艰难与顽强。
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