周三下午三点,苏格兰圣安德鲁斯大学的天文学家瑞安·麦克唐纳盯着屏幕上的光谱曲线,反复核对了一组数字。他的团队刚刚用詹姆斯·韦布空间望远镜完成对一颗系外行星的凌星观测,但反馈回来的温度值让他以为自己看错了:127摄氏度。这比理论预测足足高出约133开尔文,对于一颗围绕白矮星运行的行星来说,热得完全不合理。

“这就好比你在冰箱里发现了一块刚出炉的牛排。”麦克唐纳后来这样解释他们的困惑。他领导的这项研究发表于7月的《自然》期刊,所观测的目标是编号WD 1856 b的气态巨行星——一颗大小与木星相仿,却绕着一颗地球大小的死亡恒星运转的古怪天体。这颗白矮星WD 1856+534距地球约80光年,是类太阳恒星耗尽燃料后坍缩成的致密残骸,而它的行星,正在用一种不合常理的高温讲述一段暴烈的往事。

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WD 1856 b最早在2020年由NASA的系外行星巡天卫星TESS和斯皮策空间望远镜联手发现,它是人类确认的第一颗完整存活、近距离环绕白矮星的行星。它的轨道半径只有地球公转轨道的2%,公转一周仅需1.4个地球日。更夸张的是体积对比:宿主白矮星大小和地球差不多,而行星WD 1856 b的体积却是这颗恒星的七倍。麦克唐纳感叹:“一颗和木星一样大的行星,绕着一颗地球大小的恒星转,这样的组合太不真实了。”

反常的温度直接指向一个核心谜题:这颗行星究竟是怎么跑到如今这么近的轨道上的?如果在恒星膨胀为红巨星时它就已经在这个位置,早该被撕碎吞噬了。西北大学的团队成员克里斯托弗·奥康纳提出了两种主流假说:要么恒星濒死时曾将行星吞入内部、行星侥幸存活,要么是系统内其他天体的引力拉扯让它后来向内迁移。而WD 1856+534恰好是一个三合星系统,外侧的两颗伴星很可能扮演了推手角色。

温度成了区分两种假说的关键。如果仅仅依赖白矮星微弱的辐射加热,WD 1856 b的表面温度应该比现在低大约240华氏度,但韦布望远镜实测的结果是260华氏度(127摄氏度)。多出来的热量只可能是“余热”——要么来自曾被红巨星包裹烘烤,要么来自迁移过程中引力潮汐的剧烈摩擦。团队进一步测出行星质量为木星的4至11倍,并据此建模推演了数十亿年间的冷却曲线,结果指向一个清晰的时间窗口:行星大约在30亿至55亿年前经历过一次猛烈升温,而它的宿主恒星转化为白矮星的时间比这还要早。

这意味着WD 1856 b躲过了恒星红巨星阶段的毁灭,是在白矮星形成之后才从远处向内迁移的。奥康纳解释说:“当行星向内侧移动时,白矮星强大的引力持续作用,让行星大幅升温,从那以后它便一直在缓慢冷却,直到今天我们测到这些余温。”换句话说,这颗行星身上烙印的不是吞噬的伤疤,而是一次迟来的轨道迁徙。

麦克唐纳把这次发现比作一次时光旅行:“以往我们用望远镜都是回望宇宙的过去,但这是人类第一次得以窥见类太阳恒星死亡后,外侧行星可能迎来的命运。就像搭乘时光机,提前眺望太阳系遥远的未来。”他所指的正是我们太阳的终局——约60亿年后,太阳核心氢燃料耗尽,先膨胀为红巨星吞噬水星、金星甚至地球,然后抛散外层大气,最终缩成一颗白矮星。木星等外侧行星虽能逃过被吞没的厄运,却很可能也会像WD 1856 b一样,在引力扰动下向内迁移,靠近那颗余烬般的太阳残骸。

“恒星的消亡并非一切的终点,”麦克唐纳补充说,“部分行星在宿主恒星死后,还会迎来全新且活跃的演化阶段。”这一观点直接挑战了我们对行星命运的固有想象。在过去的叙事里,恒星死亡往往等于行星系统的句号,而WD 1856 b证明,剧终之后或许还有第二幕。

实现这次观测的韦布望远镜再次展现了令人窒息的灵敏度。与韦布日常凝视的恒星相比,白矮星WD 1856+534的亮度极其微弱,康奈尔大学的团队成员维多利亚·伯姆指出:“这颗行星每次凌星仅持续8分钟,倏忽即逝。只有韦布望远镜既能快速捕捉完整的凌星过程,又能收集足够多的光来解析白矮星的光谱。”若非这台耗资百亿美元的设备,这颗跨越死亡的行星很可能一直沉睡在数据噪声里。

目前团队的探索才刚刚开始,他们还在持续搜寻更多环绕白矮星的行星。对麦克唐纳而言,WD 1856 b只是一个序章。“我们利用韦布开展死亡恒星行星观测的旅程,几乎还没迈出第一步。”他说。而那颗比预期热得多的气态巨行星,就像一扇偶然推开的窗,让人们得以窥见太阳系60亿年后的模糊剪影。