1.外太空行星的陆地内部世界是怎样的？利用詹姆斯.韦伯太空望远镜，揭示隐藏的真相
2.目前已知解体最快的行星，也是距离地球最近的解体行星，其内部世界是怎样的
3.探索系外类地行星的陆地世界，见证一颗垂死星球的最后时刻
4.被照亮的尘埃尾迹，倾泻到太空的陆地世界——一颗垂死星球的最后时刻
这颗行星蒸发的速度极其可怕，而我们有幸能够见证这颗垂死星球的最后时刻。
一幅插图显示，一颗行星被其恒星分解，并被“吐出”到太空中
（图片来源：罗伯特.李（用“可画”软件制作））
利用美国航空局的系外行星猎手--凌日系外行星勘测卫星，天文学家发现了有史以来观测到的解体速度最快的行星。由于受到其恒星的轰击，这颗星球正在迅速瓦解，其每百万年就会损失“相当于一颗月球”的物质。所以它注定很快就会彻底消失。这颗系外行星被命名为 BD+05 4868 Ab，正是绕着一颗叫做BD+05 4868 A 的恒星运行。由于该恒星距离我们仅约 141 光年，这就使得它的这颗行星成为目前观测到的距离我们最近的正在解体的行星。和其他正在解体的系外行星一样，这颗叫做 BD+05 4868 Ab 的行星的不幸遭遇，对于我们的天文学家来说，却是一件好事。因为这样的情况能让天文学家们得以探索隐藏在这些星球陆地内部的世界。
包括这颗行星的发现者在内的两支天文学家团队，现在打算联合起来，利用詹姆斯·韦伯太空望远镜强大的红外眼对 BD+05 4868 Ab 行星进行观测，以便进一步了解这个动荡的世界。
麻省理工学院团队使用凌日系外行星勘测卫星发现了BD+05 4868 Ab 行星。即将加入他们的团队，则由宾夕法尼亚州立大学的研究人员组成。宾夕法尼亚团队带来了一项技术，他们最近使用该技术对系外岩石行星 K2-22b 的内部进行了初次测量——这颗行星距离地球 801 光年，大小与海王星相当。
“这些行星实际上正在将它们的内部结构倾泻到太空中。借助詹姆斯·韦伯太空望远镜，我们终于有办法研究它们的成分，并了解那些围绕其他恒星运行的行星究竟由什么构成，”宾夕法尼亚团队负责人、宾夕法尼亚州立大学的系外适居星球中心研究员尼克.塔瑟在一份声明中表示。
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1 月 17 日周四，两个团队在马里兰州国家港口举行的美国天文学会第 245 次会议上展示了各自的研究成果。宾夕法尼亚州立大学团队成员杰森.莱特在声明中表示：“就连直接测量太阳系内行星的内部都是非常困难的——我们对地球地幔的采样都非常有限，更无法接触到水星、金星或火星的地幔——但在这里，我们却发现了数百光年外的行星，它们将其内部结构倾泻到太空，并照亮它们，以便我们能用光谱仪进行研究。这真是了解陆地行星内部的一次绝佳而偶然的机会。”
分裂的碎屑
麻省理工学院团队和宾夕法尼亚州立大学团队分别使用不同的太空望远镜，寻找和研究着穿过或“凌日”恒星表面的系外行星。这种“凌日”，会导致恒星发出的光线出现微小的下降，从而发出行星通过的信号。美国航空局系外行星目录中的数千颗行星，就是通过这种凌日方法发现的。此外，当恒星光线穿过凌日行星的大气层甚至周围的尘埃时，不同大气或尘埃物质由于吸收不同波长光线的模式特征，也会留下“指纹”。天文学家则可以通过读取这些指纹，来揭示这些物质的成分。这种技术称为“光谱学”。因此，当行星的内部世界呈现在外时，光谱学提供了一种观察行星陆地世界内部的巧妙方法。
这两个团队感兴趣的是距离其恒星非常近，甚至只需以小时计就能绕完恒星一圈的行星。这些行星被称为“超短周期行星”，简称“USP”。但是只有极小一部分 USP 温度足够高，表面重力足够小，从而足以解体，使得地球附近的望远镜可以分辨出来。在发现 BD+05 4868 Ab 之前，NASA 系外行星目录超过 6,000 个条目中，只有三颗正在解体。
一幅示意超短周期行星的插图，超短周期行星后跟随着气体和尘埃尾迹。（图片来源：罗伯特.李（使用 Canva 创建））
物质以一种动态、混乱的过程从这些行星上喷出。这一动荡的过程，改变着每次行星经过恒星表面时产生的凌日信号的强度。这些行星还形成一条特有的尘埃尾迹，就像彗星在太阳附近经过时留下的一样。
“这颗围绕 BD+05 4868 A 运行的正在解体的行星，拥有迄今为止最显著的尘埃尾迹，”麻省理工学院团队负责人马克.洪在声明中表示。“这颗正在迅速蒸发的行星发出的尘埃尾迹非常巨大，其长度约有 560 万英里（900 万公里），覆盖了该行星绕恒星轨道的一半多。而该行星每 30 个半小时绕行恒星一次。”
由于BD+05 4868 Ab的尾迹在浓度和尺寸上都非常显著，以至于当它穿过恒星表面时，会遮挡1% 的恒星光线，而它产生的凌日信号可持续 15 个小时。BD+05 4868 Ab 的尘埃尾迹分为两个不同的部分：一部分引领行星绕行恒星轨道，另一部分跟随行星。麻省理工学院的研究小组认为，这是由不同大小的尘埃颗粒造成的。引领行星的尾迹由较大的颗粒组成，与沙漠沙子相当；而跟随的尾迹则有更细的颗粒，类似于烟尘颗粒。
这颗行星目前剩存的完好部分，大约仅相当于一颗月球的质量。而按照它失去物质的速度，它将很快就会彻底消失。“这颗行星蒸发的速度是极其惊人的，我们非常幸运能够见证这颗垂死星球的最后时刻，”洪说。
这两个团队联合提交了一份詹姆斯·韦伯太空望远镜提案，提出以与 K2-22b 相同的方式研究 BD+05 4868 Ab。这意味着这颗注定要灭亡的系外行星的未来（研究前景）是光明的。“BD+05 4868 Ab 的另一个令人兴奋之处，是它拥有所有正在解体的行星中最亮的主恒星——大约比 K2-22主恒星亮100倍——这使得BD+05 4868 Ab成为未来这类研究的基准，”麻省理工学院团队成员艾维.史泊瑞在声明中表示。“在我们进行研究之前，其他三颗已知正在解体的行星都围绕着较为暗淡的恒星，这使得我们很难对其进行研究。而我们将从 BD+05 4868 A 获得的数据质量则会非常精细。这些研究证明了这种理解系外行星内部的方法的有效性，并为未来詹姆斯·韦伯太空望远镜的新领域打开了大门。”
BD+05 4868 Ab 研究可在论文库网站阿克西弗文库（arXiv）上找到，同时上面还有一篇讨论关于K2-22b 的发现的论文。
BY:罗伯特.李
FY: Asis Rui（QQ号76545977；QQ昵称：Asis）
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