杀死行星的恒星们能掩盖它们的犯罪。这里是我们怎样可以抓住它们

By Paul Sutter

2022/11/28

Science & Astronomy

艺术家的一颗恒星吃它的行星的描画。(Image credit: NASA/ESA/G. Bacon)

尽管数十亿年来为行星提供了一个养育的家园，但恒星有时变得阴险的并吃它们的孩子。随着时间，杀人的证据沉入一颗恒星的核，再不会是可见的。

但现在，天文学家已经发现了一种来徒手捕捉谋杀的恒星并弄清楚直到这个案例变冷之前我们要用多长时间的方法，。

当恒星饥饿时

在恒星生命周期的不同阶段恒星能潜在的杀死它们（尽管天文学家更喜欢使用更礼貌的术语“吞没”）的行星。在这个周期的一端，当典型的太阳一样的恒星即将死亡时它们膨胀并变成红色，变成巨大的或超巨星。

当这种情况发生时，任何不幸足靠得太近的内部世界将被消耗。该系统的外行星也可能遭受痛苦，因为被垂死恒星的抽搐造成的变化的引力景观能送行星倾斜进它们的母恒星。这种命运将在大约45亿年后当太阳将摧毁水星、金星和可能的地球时降临到我们自己的太阳系。

但它不只适合能摧毁一颗行星的老年。当恒星年轻的时这种情况也发生。一个太阳系的早期形成是一个特别暴力的时期。位于中心的原恒星在温度和密度中生长------但适合的，偶尔的扔掉大规模的等离子体风暴。

与此同时，行星开始围绕着温度的恒星演化。从更小的构建块吸积的行星体彼此碰撞，引力上彼此不稳定化，一般随它们试图变成成熟的行星很粗糙的。自然地，所有这些共同运动从系统甩一些物质，而其它物质流入仍在形成的恒星。

一个告诉了金属的故事

这个造行星物质流入中心恒星能是缓慢的或快速的。在某些情况下，在数百万年上重元素开路到恒星的一个稳定的滴定，在这个情况下，与其说是一个彻底的行星谋杀更像是一个缓慢的扼杀需要来围绕恒星建造更多或更大的世界的成分一样。在其他情况下，一整颗行星径直撞进恒星，在一个眨眼之间完全消失了。

在一颗恒星内部凶猛的能量和灼热的温度是足比完全摧毁一颗行星更多的。这是一个随行星接近经过行星甚至进入恒星存活并且不被围绕恒星的引力潮汐撕成碎片的假设。仅仅几年内，一颗地球一样的行星将被完全吞噬。

一颗恒星杀死它的一颗行星的唯一证据是一个额外丰富的金属，在天文学家的背景下这意味着任何比氦更重的元素。这些是行星生长需要的硅、氧和碳。

随着时间，被吞没的金属将慢慢沉向一颗恒星的心脏，只是因为这些元素比构成一颗恒星巨大体积的氢和氦更重。天文学家只能基于在恒星的表面上的来确定一颗恒星是由什么组成的，因为这个表面是恒星来发射光的唯一部分。科学家们从这种光的光谱签名能弄清楚在一颗恒星内部有哪些元素。因此，一旦这些金属沉入恒星的深处，它将成功地隐藏任何它的过去罪行的证据，不让天文学家们窥探。

双悖论

但这种宇宙掩盖要用多长时间呢？早期的基于一颗恒星内金属的简单扩散的估计说了数十亿年或更长的时间，这意味着我们可能观察不会能够来藏匿的。

但一项提交给发表在《皇家天文学会月刊》杂志上的新研究采用一种更为微妙的方法。在试图建立一个关于能持续多久的证据的详细说明中，研究小组创建了几十个模拟恒星，并模拟了这些恒星如何以及何时能吃掉它们的行星。在他们的模拟中，天文学家解释了这样一个事实，一颗恒星内部富含金属的物质将比它的环境有不同的密度而这能建立拽这些金属比引力更快向下的电流，。

RELATED STORIES:

— Hubble Space Telescope catches dead star in the act of cosmic cannibalism

— Scientists spot elusive mini red giant stars, victims of stellar stealing

— Black hole is 'burping out' a 'spaghettified' star it devoured years ago 

    自然的，对每一颗恒星的答案是不同的，因为这取决于这颗恒星的质量和它消耗了多少行星物质。但一般，天文学家发现了恒星在它们的表面附着金属不到10亿年。

这样，来发现行星屠杀的证据，天文学家必须来捕捉一颗不到10亿岁老的恒星。此外，他们不能仅仅孤立的观察一颗恒星，因为不可能来告诉这颗恒星是否吃了一颗行星（或更多）或者仅仅是生来就有过量的金属。相反，天文学家必须观察双星系统，其中一颗恒星比它的伴星有远更多的金属。在那些有限的情况下------双星系统比十亿岁更年轻------天文学家最终能抓住罪犯。