我們的太陽系是平凡還是古怪？這是天文學中最偉大的問題之一，科學家們正在逐漸掌握它，因為他們正在研究圍繞其他恆星發現的 5,500 多顆系外行星（並且還在增加）。然而，要得到答案，卻被一個相當戲劇性的問題所困擾：某些恆星會吞噬自己的行星，這使得了解行星系統的“正常”標準變得有點麻煩。
現在，如果一項新的研究今天發表在《自然》雜誌上的研究值得相信，那麼行星吞噬可能不是一個小故障，而更像是宇宙中的既定事實。一個國際科學家團隊研究了數十對緊密間隔的同源恆星——那些在同一時間從相同的塵埃和氣體混合物中誕生的恆星。兩者都應該從本質上相同的成分開始。但科學家們發現情況並非總是如此：在這些雙星對中，有 8% 的恆星中，有一顆明顯地噴射出通常在行星上才能找到的元素的羽狀物。
“我們看到的訊號非常強烈，”澳大利亞國立大學的天體物理學家袁森·丁（Yuan-Sen Ting）說，他是該研究的作者之一。該團隊發現的 8% 可能只是下限；可能也存在較弱的、更難確認的行星吞噬訊號。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
天文學家之前曾研究過同源雙星，以發現以行星為食的貪婪恆星——但從未如此有力。加州大學河濱分校的天體物理學家斯蒂芬·凱恩（Stephen Kane）說，這項研究“將如此多的事物聯絡在一起。這真的很酷”，他沒有參與這項研究。
作者懷疑，這些恆星消化不良的訊號代表著行星餐是在恆星的成年期被消耗掉的，遠遠晚於它們混亂的青年時期，那時不穩定的軌道路徑應該經常將行星送入恆星的口中，遭受火熱的毀滅。這表明，引力擾動——可能來自流浪的過路恆星或遷移的氣態巨行星——可以經常將岩石世界發射到其恆星的口中，即使在成熟的行星系統中也是如此。
這一見解也為更有效地尋找系外行星提供了一種方法。“未來，我們可以利用恆星中的化學丰度來選擇行星探測的最高優先順序目標，”義大利帕多瓦天文臺的天體物理學家洛倫佐·斯皮納（Lorenzo Spina）說。“我預計，沒有顯示出行星吞噬跡象的恆星，可能更有可能擁有類似於我們太陽系的行星系統。”
在理解行星的生與死的總體探索中，找到晚期恆星湮滅的這種確鑿證據（或恆星打嗝的證據），即使不是尾聲，也是對一個長期主題的詳細闡述。多年來，天文學家一直在研究潛在的望遠鏡“洩密”——顯示出奇怪的耀斑、奇怪的自轉或奇特化學成分的恆星——暗示著最近吞噬行星的行為。富含難熔元素——鐵甚至更難汽化的金屬——的恆星被認為尤其可疑，因為這種耐用物質通常會進入行星。
但是，單獨來看，一顆恆星是狼吞虎嚥地吃掉了一頓行星自助餐，還是僅僅是從不尋常的星際雲中形成的，這已被證明很難區分。同時從相同的漂浮物中誕生的雙星是研究這一點的理想選擇。“就像許多社會學研究一樣，雙胞胎非常棒，因為你消除了所有其他混雜因素，”丁說。如果其中一個雙胞胎與其原恆星雲具有驚人的元素相似性，但它的兄弟姐妹卻擁有大量的矽和鐵，那麼後者很可能吞噬了一顆行星。
為了獲得儘可能大的樣本量，該團隊使用了歐洲航天局的蓋亞太空望遠鏡，它特別擅長追蹤數十億顆在銀河系中旋轉的恆星的航跡。事實上，蓋亞非常出色，以至於其資料可用於追溯恆星的天體軌跡，並揭示與可能已經漂移數光年之遙的其他恆星的密切聯絡。由此，研究人員確定了 91 對同源恆星，其中許多與我們的太陽非常相似。
然後，該團隊使用來自多個大型地面望遠鏡的光譜記錄了這些恆星的成分，並鑑定了通常與行星相關的 21 種元素，包括碳、氧、矽、鐵、鎳和鋅。“我們可以分辨出這些不同元素的所有細微差異，”澳大利亞莫納什大學的天文學家、研究合著者劉帆說。在 8% 的雙星對中，研究人員發現了恆星吞噬世界的可怕的難熔指紋。
仍然存在許多未解答的問題，例如哪些型別的行星容易被吞噬，以及如何確定任何給定的恆星是否完全避免吞噬其後代。即便如此，“這項工作非常引人注目，”威斯康星大學麥迪遜分校的天體物理學家梅琳達·蘇亞雷斯-富塔多（Melinda Soares-Furtado）說。“我對我們開始發現的東西感到興奮。”
但是，是否有可能 8%（或更多！）的所有恆星都可能是行星吞噬者？加州大學聖克魯斯分校的天體物理學家裡卡多·亞扎（Ricardo Yarza）說，間接證據初步表明情況確實如此。但“估計這個比率非常具有挑戰性。”即使是 91 對雙星的樣本，與銀河系數千億顆恆星——更不用說其他星系中無數的太陽——相比，也微不足道。
暫時回到我們自己宇宙中不起眼的角落，這項研究可能揭示我們中年太陽的什麼秘密？我們的恆星沒有已知的同源雙星，但對銀河系其他地方可比恆星的多項研究表明，太陽的難熔元素含量並不特別豐富。如果有的話，它似乎被耗盡了，這使其以另一種方式變得異常。“你越觀察我們的太陽系，它就變得越古怪，”凱恩說。
斯皮納說：“我們發現，系外行星系統存在巨大的多樣性。” 在這種奇異的動物園的背景下，我們自己的“似乎有點無聊。它並不混亂。我們所有的行星都井然有序。” 但鑑於這項新研究，也許這種平凡值得慶祝。地球之所以存在，僅僅是因為與許多其他類似的恆星不同，我們的太陽沒有養成吞噬行星的癖好。