殺死行星的恒星可以“掩飾”它們的罪行。來看看我們是如何“逮捕”它們的。

（圖解：一張關(guān)于恒星如何吃掉它的行星的藝術(shù)想象圖。圖源：NASA/ESA/G. Bacon。）

盡管恒星提供了養(yǎng)育行星數(shù)十億年的家園，恒星們有時會“離經(jīng)叛道”，甚至“吃掉”它們的孩子。但隨著時間的流逝，“殺害子女罪”的證據(jù)會逃逸進(jìn)恒星的核中，并且永不見于天日。

但是現(xiàn)在，天文學(xué)家們找到了一種在作案現(xiàn)場逮捕“殺人犯”恒星的方法，并且可以推出離事態(tài)惡化還有多長時間。

（圖解：“死亡恒星”。圖源：dailystar。）

【恒星什么時候會開始“饑不擇食”？】

恒星可能在它生命循環(huán)的多個階段“殺死”——盡管天文學(xué)家更傾向于用“吞噬”這個文明一些的詞——它的行星。在這個生命循環(huán)的一端，當(dāng)?shù)湫偷念惾蘸阈菍⒁劳龅臅r候，它會膨脹并且變得通紅，成為一顆巨星或超巨星。

（圖解：紅巨星。圖源：nurmuhammad。）

當(dāng)膨脹發(fā)生的時候，星系內(nèi)的任何不太幸運的，過于接近恒星的“小世界”都會直接被吃掉。禍水甚至?xí)昙暗叫窍低獾男行牵驗檫@顆奄奄一息的恒星痙攣時產(chǎn)生的洶涌滔天的引力波會不斷向四周推移，“好風(fēng)憑借力”般助力行星猛沖到它們各自的母恒星中。這命運將會在大約45億年之后降臨到我們的太陽系，這時候太陽將會摧毀水星、金星，然后，極有可能，摧毀地球。

但摧毀一顆行星不是老年恒星的專利。但恒星還年輕的時候，這種情況也會發(fā)生。一個太陽系剛建立的時期是格外腥風(fēng)血雨的一段時期。位于星系中央的原恒星既長溫度，又長密度，還會時不時地鬧一場暴脾氣——向外刮起一場等離子體風(fēng)暴。

同時，行星們開始圍繞著這顆喜怒無常的恒星旋轉(zhuǎn)——從一開始星子在小范圍內(nèi)撞向彼此、打破各自的引力平衡，到為了成為一顆合格的行星而決斗。自然而然地，一些物質(zhì)會從星系中噴射出來，也有一些物質(zhì)流入中央那顆正在形成的恒星中。

【一則關(guān)于金屬的故事】

構(gòu)成行星的物質(zhì)在流入恒星時，流得有快有慢。有時，重元素形成的穩(wěn)定的涓涓細(xì)流會維持上百萬年不枯竭。這種“作案”類型，不是簡單粗暴地殺死一顆行星，而更像慢慢地榨干恒星所需要的所有原料，然后構(gòu)建更多更大的恒星周圍的“小世界”。

有時，行星會一整個的猛沖過去，陷入恒星，轉(zhuǎn)瞬即逝。

恒星內(nèi)部極強的能量，以及灼人的溫度，足以片甲不留地摧毀一顆行星。但這不得不假設(shè)這顆行星在來到恒星附近時，可以不被它強大的引潮力撕碎?？傊貌涣藥啄?，一顆類地行星就能被完全消化掉了。

恒星殺死一顆行星的唯一留存證據(jù)就是，恒星內(nèi)部會多出來好些金屬——用天文學(xué)家的話來說，只要比氦元素重的都是金屬元素——而這些元素，比如硅，氧和碳，都是行星生長所必需的。

（圖解：太陽的在阿爾法望遠(yuǎn)鏡中呈現(xiàn)的氫元素。圖源：pixels。）

隨著時間的推移，包圍在恒星外的金屬元素會慢慢地溜進(jìn)恒星的核心里，因為這些金屬元素比參與構(gòu)成恒星大部分的氫和氦重。天文學(xué)家們只能通過研究恒星的表面來了解恒星由什么構(gòu)成，因為恒星只有表面發(fā)光。真正要確定恒星里層有什么元素，就得借助恒星的光譜了。所以，只要金屬元素們一陷入恒星深處，就能完美地從天文學(xué)家的眼皮子底下溜走，恒星所犯的“罪行”的證據(jù)也煙消云散。

【矛盾】

但是掩蓋這一“罪行”究竟要花多長時間呢？根據(jù)金屬元素在恒星內(nèi)的擴散，早期的估測表明這需要幾十億年甚至更多，這意味著我們能觀測到的任何行星都沒法完全掩飾。

但是發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》（the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上的一項新研究，提出了一個不太一樣的觀點。在一個精確測定證據(jù)留存時間的實驗中，研究團(tuán)隊建立了很多恒星模型，并且依據(jù)恒星會在何時以及會如何吃掉行星建立了各種各樣的情況。在他們的模擬實驗中，天文學(xué)家們解釋了恒星內(nèi)部的“金屬元素填充物”會導(dǎo)致其密度與周圍不同，這樣金屬元素們就可以被更快地牽拉著沉入恒星內(nèi)部——比只有引力快得多。

自然地，每顆恒星有每顆恒星自己的答案，因為這取決于恒星有大，以及它吃掉了多少來自行星的物質(zhì)。但一般來說，恒星一般把這些金屬元素放在自己的表面的時間不超過十億年。

因此，為了找到“恒星殺人案”，天文學(xué)家們不得不去捉住一顆沒到十億歲的恒星。同時，他們不可以單單只看一顆恒星，因為我們很難分辨這顆恒星到底是吃了行星還是單純因為自己生來就有過多的金屬元素。所以，天文學(xué)家們要把目光放在雙星系統(tǒng)上，在其中一顆恒星就會明顯比另一顆多更多的金屬元素。在這種罕見的情況下——罕見的不到十億歲的雙星系統(tǒng)——天文學(xué)家才最終能逮捕到“殺人兇手”。

BY:Paul Sutter

FY:Stella Zhang

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