行星杀手恒星可以蒸发它们周围的岩石世界

当一个小的岩石世界离一颗异常活跃的恒星太近时，这颗行星就会开始蒸发，让它被一团尘埃所掩盖，尘埃云也跟在它后面，正如这位艺术家的概念所见。
美国宇航局，欧空局，L.卡尔萨达
有时一颗行星离它的母星太近，导致世界开始蒸发。在短时间内，天文学家有可能观察到这种行为，揭示了关于这些行星最初如何形成的重要线索。
天文学家通常没有机会打开一颗行星，看看里面有什么。除了地球——在某种程度上，月球和火星——研究人员转而依靠他们的物理学和理论计算知识来猜测行星表面下到底发生了什么。
但有时一颗恒星确实为我们打开了一颗行星。
美国宇航局的开普勒太空望远镜于2009年发射并于2018年退役，在其任务过程中调查了数以万计的恒星。在这些恒星中，开普勒发现了三个奇怪的系统，其特点是一颗轨道行星伴随着厚厚的尘埃云。这三颗行星的轨道都非常靠近它们的主恒星，导致天文学家得出结论，他们看到每颗恒星都在蒸发它的行星，在我们眼前把它翻过来。
但为了更好地理解这个极其有限的数据集，一组天文学家最近开发了一个模拟，模拟了一颗行星如何被母星的强烈辐射蒸发。目标是了解这种灾难性蒸发情况的罕见或普遍程度，并确定研究人员可以从此类事件中学到什么。模拟设置包括改变主星的辐射水平，行星的大小，轨道距离以及行星的化学组成和组成。
研究人员发现，一般来说，当一颗行星离它的主恒星太近时，它对世界来说很少有好处。地球越小，事情走下坡路的速度就越快。结果详见预印本网站 arXiv.org，已提交给皇家天文学会月刊出版。

一颗恒星摧毁一颗行星需要什么？

根据这项新研究，一颗蒸发的行星必须非常靠近它的恒星，才能经历足够强烈的辐射水平，将世界撕裂。在如此近的距离上，这样的行星几乎肯定会被潮汐锁定，行星的一侧永久面向汹涌的恒星。被潮汐锁定在恒星上会给行星带来一种奇怪的情况：一侧的温度足以融化和蒸发其岩石物质，而另一侧将非常冷，以至于可以形成水冰。
研究人员发现，一颗蒸发的行星经历了行星永久夜晚的自然冷却效应与行星白天恒星过热之间的竞争。在离恒星太近的短短几千年内，地球的大部分区域都因冷却效应而凝固 - 除了面向恒星的薄岩浆壳。
研究人员确定，所有的行星蒸发都是由于这种薄薄的岩浆壳而发生的。这在行星周围产生了尘埃云，以及在其轨道上落后的碎片痕迹。
在最极端的情况下，一颗低质量行星在一颗强烈辐射的恒星附近，研究人员发现，这样的行星能够在有机会凝固之前完全蒸发，在短短几千年内摧毁世界。然而，更常见的情况是，当它的恒星慢慢吞噬地球的白天时，这颗行星将遭受数十亿年的痛苦。
研究人员还确定，有一个相对较小的时间窗口，在此期间，蒸发的行星正在失去足够的物质，让我们探测到它。必须有大量的蒸发岩石流动才能看到，需要更高的温度和更低的质量，但地球也必须停留足够长的时间，以便我们观察它的破坏。

有多少正在蒸发的行星？

研究人员还能够扭转这个问题。既然他们知道了可以探测到蒸发行星的必要条件，他们就可以从开普勒样本中发现的三颗已知的灾难性蒸发行星，并用它们来估计整个星系中小行星的总数。
通常情况下，像开普勒这样的仪器无法探测到地球大小或更小的行星。这是因为从我们的角度来看，它寻找行星的技术依赖于检测恒星在其行星穿过前方时亮度的微小下降。如果行星太小，那么倾角将无法探测到，行星将保持不可见。因此，尽管开普勒制造了数千颗系外行星的宝库，但我们知道这项调查是不完整的。
根据他们的计算，研究人员估计，银河系中的每一颗恒星，大约有一颗小行星的质量比地球的质量小。此外，研究人员发现，未来的观测，特别是詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测，将能够对蒸发行星周围的尘埃云进行详细研究，以确定这些垂死的世界是由什么组成的。