麻省理工學院的天文學家發現了一個引人注目的天文奇觀：一顆水星大小的系外行星在危險地靠近其恆星運行時正在迅速瓦解。這顆小型岩石熔岩星球每30.5小時就會脫落相當於珠穆朗瑪峰質量的物質。

這顆行星距離地球140光年，每30.5小時繞地球一周，其表面產生的高溫使其沸騰並噴湧至太空。 NASA的TESS任務偵測到這顆正在崩塌的行星，它拖著一條巨大的、類似彗星的礦物尾巴，為觀測這顆瀕臨死亡的行星提供了難得的機會。

麻省理工學院的天文學家發現了一顆距離地球約140 光年的行星，它正在迅速瓦解。這顆正在瓦解的行星大小與水星相當，但繞恆星運行的距離卻極為近，大約是水星與太陽距離的二十分之一。它只需30.5小時就能完成一次公轉。由於距離如此之近，這顆行星的表面很可能已經融化，岩漿沸騰著噴湧到太空中。在它繞著恆星運行的過程中，它損失了大量的岩石物質，並且不斷蒸發。

美國太空總署凌日系外行星巡天衛星（TESS）工作示意圖。圖片來源：美國太空總署戈達德太空飛行中心

研究人員利用美國太空總署的凌日系外行星巡天衛星（TESS）發現了這顆行星。 TESS是由麻省理工學院領導的任務，旨在監測附近恆星的亮度短暫下降，這些訊號可能預示著有行星從其恆星前方經過。在此次觀測中，亮度下降的幅度並不一致，每次軌道運行的深度都有所不同，這引起了科學家的注意。

他們確定該訊號來自一顆繞著恆星運行的岩石行星，行星留下了類似彗星尾巴的長長碎片痕跡。

麻省理工學院卡夫利天體物理和空間研究所的博士後馬克·洪(Marc Hon) 表示：“彗尾非常龐大，長達900 萬公里，大約是該行星整個軌道的一半。”

這顆行星似乎以驚人的速度解體，每次繞恆星公轉都會脫落相當於一座珠穆朗瑪峰的物質。考慮到它的質量很小，以這樣的速度，研究人員預測，這顆行星可能在大約100萬到200萬年後完全解體。

“我們很幸運，在它真正消失的時候捕捉到了它，”此次發現的合作者、TESS 科學辦公室的Avi Shporer 說道，“它就像是在最後一口氣。”

Hon、Shporer 和他們的同事將把他們的研究成果發表在《天文物理學雜誌快報》上。麻省理工學院的合著者包括Saul Rappaport、Andrew Vanderburg、Jeroen Audenaert、William Fong、Jack Haviland、Katharine Hesse、Daniel Muthukrishna、Glen Petitpas、Ellie Schmelzer、Sara Seager 和George Ricker，以及其他多個機構的合作者。

意外的發現

這顆新行星被科學家標記為BD+05 4868 Ab，幾乎是偶然發現的。

「我們本來沒在尋找這種行星，」洪說。 “我們只是在進行典型的行星探測，我偶然發現了這個非常不尋常的信號。”

繞行系外行星的典型訊號看起來像是光變曲線的短暫下降，這種下降有規律地重複出現，表明像行星這樣的緻密天體短暫地從其主恆星前方經過，並暫時遮擋了主恆星發出的光。

這個典型的模式與洪和他的同事在位於飛馬座的主星BD+05 4868 A上觀測到的模式不同。雖然凌日現象每30.5小時出現一次，但亮度需要更長時間才能恢復正常，這表明一個長長的尾部結構仍然遮擋著星光。更耐人尋味的是，每次軌道運行，下降的深度都會發生變化，這表明從恆星前方經過的物體並非總是形狀相同，遮擋的光量也並非始終相同。

「凌日彗星的形狀是典型的長尾彗星，」洪解釋。 「只不過，這條彗尾不太可能像真正的彗星那樣含有揮發性氣體和冰——這些物質在如此靠近主恆星的情況下無法長期存在。然而，從行星表面蒸發出來的礦物顆粒可以停留足夠長的時間，從而呈現出如此獨特的彗尾。”

鑑於這顆行星與其恆星的距離，研究團隊估計其溫度約為攝氏1600度，接近3000華氏度。當恆星炙烤這顆行星時，其表面的任何礦物質都可能沸騰並逸出到太空，在那裡冷卻成一條長長的、佈滿塵埃的尾巴。

這顆行星的急劇消亡是由於其質量較低，介於水星和月球之間。像地球這樣質量較大的類地​​行星擁有更強的引力，因此能夠維持其大氣層。對於BD+05 4868 Ab，研究人員懷疑其引力非常小，不足以將其凝聚在一起。

“這是一個非常微小的物體，引力非常弱，所以它很容易失去大量質量，而這又會進一步削弱它的引力，最終導致它失去更多的質量，”施波勒解釋說，“這是一個失控的過程，對地球的影響只會越來越大。”

稀有之極

在天文學家迄今發現的近6000顆行星中，科學家只知道太陽系外還有三顆正在解體的行星。這些正在解體中的行星都是在十多年前利用美國太空總署開普勒太空望遠鏡的數據發現的。這三顆行星都被發現有類似彗星的彗尾。在迄今已知的四顆正在解體中的行星中，BD+05 4868 Ab擁有最長的彗尾和最深的凌日現象。

「這意味著它的蒸發是最災難性的，它將比其他行星消失得更快，」洪解釋道。

該行星的主恆星相對較近，因此比其他三顆正在解體的行星的主恆星更亮，這使得該系統非常適合使用美國宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）進行進一步觀測，該望遠鏡可以通過識別其吸收的紅外光顏色來幫助確定塵埃尾部的礦物組成。

今年夏天，霍恩和賓州州立大學的研究生尼古拉斯·圖賽將利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）對BD+05 4868 Ab進行觀測。 「這將是一個直接測量岩石行星內部成分的獨特機會，或許能揭示出許多關於太陽系外類地行星的多樣性和潛在宜居性的信息，」霍恩說。

研究人員還將透過TESS 數據尋找其他星球解體的跡象。

「有時候，食物會帶來胃口，我們現在正試圖啟動對這類物體的搜尋，」施波勒說。 “這些物體很奇特，信號的形狀會隨著時間而變化，這對我們來說很難找到。但我們正在積極努力。”

編譯自/ scitechdaily