开普勒的第一颗系外行星正朝着它的厄运螺旋上升

天文学家首次发现一颗系外行星，其轨道围绕一颗老化恒星衰减。这个注定失败的世界似乎注定要越来越靠近它膨胀的恒星，直到它们发生碰撞，抹杀开普勒太空望远镜发现的第一颗系外行星。

这一发现通过首次观察处于生命周期晚期的太阳系，为行星轨道衰变的缓慢过程提供了新的见解。死于恒星被认为是许多世界——包括地球——在大约 50 亿年后等待的命运。科学家说，系外行星 Kepler-1568b 还剩不到 300 万年。

普林斯顿大学天体物理学博士后研究员Ashley Chontos说：“几十年来，我们一直有理论家预测恒星及其行星的命运，但我们以前从未有过观测来检验它们 。” “我们也可以从我们自己的太阳系的角度来考虑这个问题。一旦太阳将所有的氢聚变成氦，地球还能存活多久?我们有一些想法，但最终很难确定。这些单行星系统对于帮助巩固这些不同的理论非常重要。”

Chontos 是《天体物理学杂志快报》中一项新研究的第二作者，该研究描述了研究人员对这颗注定失败的系外行星的观察结果。

第一作者是 Shreyas Vissapragada，他是哈佛大学和史密森学会的 51 Pegasi b 研究员。他说：“我们之前已经发现了系外行星向恒星旋转的证据，但我们以前从未在进化恒星周围看到过这样的行星。”

对于类似于太阳的恒星，“进化”是指那些将所有氢聚变成氦并进入生命的下一阶段的恒星。在这种情况下，恒星已经开始膨胀成亚巨星。Vissapragada 说：“理论预测，进化的恒星在从行星轨道上消耗能量方面非常有效，现在我们可以通过观察来检验这些理论。”

这颗命运多舛的系外行星被命名为 Kepler-1658b。顾名思义，天文学家使用开普勒太空望远镜发现了它，这是一项于 2009 年发射的开创性行星搜寻任务。这个世界是开普勒观测到的第一个新的系外行星候选者，当时它被称为 KOI 4.01——第 4 个天体开普勒确定的利益。(KOI 1、2 和 3 在开普勒发射之前就已确定。)

早些时候，KOI 4.01 被认为是误报。十年过去了，Chontos 观察了穿过其恒星的地震波，意识到数据不符合模型的原因是科学家们认为他们正在模拟一个围绕太阳大小的恒星的海王星大小的物体。Chontos 和她的同事表明这颗行星和它的恒星都比最初预测的要大得多，当时该物体作为第 1658 个条目正式进入开普勒目录。

Kepler-1658b 是一颗所谓的热木星，这是系外行星的绰号，与木星的质量和大小相当，但围绕其主恒星的轨道非常近。对于开普勒 1658b，这个距离仅为我们的太阳与其最紧密的轨道行星水星之间空间的八分之一。与水星的 88 天轨道不同，Kepler-1658b 仅需 3.8 天即可绕其恒星旋转一圈。

对于热木星和其他离恒星很近的行星，轨道衰减和碰撞似乎是不可避免的。但事实证明，测量系外行星如何沿着它们的宿主恒星的下水道盘旋是具有挑战性的，因为这个过程是极其缓慢的。就开普勒 1658b 而言，新研究报告称其轨道周期每年减少约 131 毫秒(千分之一秒)。

检测这种下降需要多年的仔细观察。该手表从开普勒望远镜开始，然后被南加州帕洛玛天文台的黑尔望远镜接收到，最后是 2018 年发射的凌日系外行星巡天望远镜 (TESS)。这三台仪器都捕捉到了凌日现象，即系外行星穿过表面的术语它的恒星并导致恒星亮度非常轻微的变暗。在过去的 13 年里，Kepler-1658b 凌日的间隔略有但稳步缩短。

为什么?造成地球海洋每日涨落的同一现象：潮汐。

潮汐是由绕轨道运行的物体相互牵引产生的，无论是地球和月球，还是开普勒 1658b 及其恒星。两个物体相互施加引力，但较大的物体总是获胜，这意味着较小的物体弯曲得更多。

拉扯扭曲了每个物体的形状，当行星和恒星对这些变化做出反应时，能量就会释放出来。根据它们之间的距离、大小和自转率，这些潮汐相互作用可能导致天体相互推开——地球和缓慢向外旋转的月球就是这种情况——或者向内推，就像开普勒 1658b 朝向它的恒星一样.

仍然有很多研究人员不了解这些动力学，特别是在恒星-行星场景中，因此天体物理学家渴望从 Kepler-1658 系统中了解更多。

几个月前才来到普林斯顿的 Chontos 说，她期待着在这里与理论家和其他天体物理学家讨论她的发现。

“我是第一代非传统学生，”Chontos 说。“我没有申请普林斯顿大学的本科生或研究生院，因为我脑子里有这样的愿景——人们会是什么样子——我大错特错了，以最好的方式。他们做的一切都是对的。我们部门有大约 60 名博士后是有原因的。在咖啡时间和座谈会上，我有机会与撰写给我灵感的理论论文的人交谈。”

Kepler-1658b 的恒星已经演化到它的恒星生命周期开始膨胀的阶段，正如我们对太阳的预期一样，它已经进入了天文学家所说的次巨星阶段。理论家预测，与像我们的太阳这样富含氢的恒星相比，进化恒星的内部结构应该更容易导致从宿主行星轨道获取的潮汐能耗散。这将加速轨道衰变过程，从而更容易在人类时间尺度上进行研究。

“尽管在物理上，这颗系外行星的系统与我们的太阳系——我们的家园——非常不同，但它仍然可以告诉我们很多关于这些潮汐耗散过程的效率，以及这些行星可以存活多久的信息，”Chontos 说。

她说，Kepler-1658b 大约有 20 亿年历史，正处于生命的最后 1%。她和她的同事预测，这颗行星将在大约 300 万年后与其恒星发生碰撞。