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一颗正在化为蒸气的行星

有些岩质行星离恒星太近,以至于表面温度达到了岩石汽化的程度。如果行星足够小,这些矿物蒸气就会逃逸、扩散,并部分凝结成尘埃。从地球上看,这样的行星从恒星前方经过时,投下的并不是整齐的圆形阴影:星光变暗的方式不规则、不均匀,每次凌星都不一样,因为遮挡大部分星光的是一团拖在后面的尘埃云。这就是正在解体的岩质行星。目前已知的只有寥寥几颗。

到目前为止,天文学家看到从这些行星逃逸的主要是尘埃。然而计算预测,蒸气中还含有原子和分子——钠、一氧化硅、镁、铁,最重要的是氧,它是岩石的主要成分。在这类系统中寻找钠或钙的尝试,大多只得到了上限。

一颗30小时绕转一周的行星

BD+05 4868 Ab围绕一颗明亮的K型矮星运行,周期为1.27天。它的凌星使恒星变暗0.8%至2%,前面有一条短尘埃尾,后面有一条长得多的尘埃尾。根据本文所依据的早期研究,它以约每秒2 × 10¹²克的速度抛洒尘埃,朝向恒星的一面温度接近1820开尔文。

用小望远镜寻找氧

印第安纳州立大学的Kody Walker和James Wallace瞄准了氧的一个精确“指纹”:位于可见光谱红端、约7774埃处的一组三条吸收线。这些谱线起源于氧原子的一个激发态,而在1820开尔文下,仅靠热量无法填充这个激发态——概率约为10²⁶分之5。如果这些谱线出现了,就一定有别的东西在激发原子:恒星的紫外光把电子打掉,重新俘获电子的原子会逐级跃迁下来,途经这个激发态。

他们的仪器很普通:位于威斯康星州斯特金贝的Leif Everson天文台的一台43厘米望远镜,配一台低分辨率光谱仪。它把间距仅3.45埃的三条氧谱线模糊成一个13埃宽的斑。在2025年5月至7月间的八个夜晚,他们在尘埃尾凌星期间记录了24条光谱,在凌星之外记录了73条。光谱是按轨道时刻而不是按外观来分类的,地球大气的校正也是在不查看氧谱区域的情况下计算的。另外两台望远镜的测光数据证实,行星当时正在活跃地抛洒尘埃。

9%的凹陷

在凌星期间,光谱在7774埃附近出现了一个额外的吸收,而凌星之外则没有:深度最高约9%,宽度与仪器的模糊宽度相当。作者强调,他们给出的不确定度是一个涵盖各种合理分析选择的范围,而不是正式的统计显著性。

两幅约7700至7800埃的星光图:凌星期间在7760至7770附近出现凹陷;凌星之外曲线保持平坦。

凌星期间(a)和凌星之外(b)的平均光谱;阴影区域表示不确定度。——图3,Walker & Wallace (2026),arXiv:2610.04986。

延伸到尘埃之外的气体

一个由恒星照亮的氧气体简单模型可以再现这一凹陷:强度相同、深度相同,经仪器模糊后宽度也相同。只需千万分之一的氧原子处于激发态即可。但气体必须延伸到远超那层薄薄的尘埃之外,覆盖大约三分之一的恒星圆面;如果局限在尘埃层内,所需的量就会大得离谱。在代表性解中,行星损失的气体约为尘埃的五倍——作者称这个数字依赖于模型,并非测量结果。

恒星可能是“冒名顶替者”

作者保留了**“候选”**这一标签。恒星本身也有这些氧谱线,而且它们的形状在恒星圆面上各处不同。当尘埃尾遮住部分圆面时,凌星与非凌星光谱的比较即使在没有任何行星氧的情况下也可能显示出凹陷。以这样的分辨率,两者无法区分。他们认为地球大气污染的可能性较小,但也不能完全排除。

更清晰的光谱已经存在

检验已触手可及:此前一个团队用3.5米WIYN望远镜拍摄的七条该恒星高分辨率光谱,能把三条谱线清晰分开。行星信号应该随行星的轨道运动出现和消失,而恒星的谱线则不会。如果得到证实,这将首次把一颗正在沸腾蒸发的行星的尘埃与其原子气体联系起来。

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