一颗超短周期行星将在3100万年内螺旋式毁灭。其极端高温和密集结构揭示了其过去经历过剧烈动荡。
我们身处的这个奇妙且孕育生命的地球，其上的环境可能会扭曲我们对宇宙的看法。在众星体中，我们的星球拥有蓝天和宜人的气候，是个特例。太阳系中其他任何地方都无法提供接近地球的条件，而对外太阳系行星的研究也指向了同样的结论。少数系外行星有宜居的迹象，但绝大多数都环境恶劣，不宜居住。
超短周期（USP）行星是最极端且不宜居住的行星类别之一。这些行星的公转周期不到一天，因此它们与恒星之间的距离极近。在如此近的距离上，它们的表面会被炽热地加热到熔化，任何它们曾经拥有过的大气层也很可能已被恒星的强烈辐射剥离。由于距离过近，它们还面临着持续的毁灭危险，因为强烈的引力可以逐渐将它们撕裂，或使它们向内螺旋式坠落，直至被恒星吞噬。
TOI-2431b行星的发现
天文学家利用凌日系外行星勘测卫星（TESS）和其他天文台的数据，发现了一颗超短周期（USP）行星，其轨道周期极短，仅为5小时22分钟。他们已向《天文学与天体物理学》杂志提交了一篇题为《一颗围绕附近K矮星运行周期为5.4小时的类地行星》的研究论文，详细阐述了这一发现。本研究的主要作者是荷兰阿姆斯特丹大学安东·帕内科克天文研究所的卡娅·汗·塔斯。
这颗被命名为TOI-2431b的行星以其极端特性而引人注目。它在一个地球日里会围绕其恒星旋转超过4圈，是公转周期最短的已知系外行星之一。在已确认的6000多颗系外行星中，只有略多于100颗属于超短周期行星（USP）类别。
TOI-2431 b 几乎可以肯定已被潮汐锁定，一侧永远面向其恒星。其表面温度超过 2000 开尔文（1700 摄氏度/3140 华氏度），因此很可能是一个熔岩世界。与地球不同，地球在冷却形成支撑生命的稳定地壳之前，经历过短暂的岩浆海洋阶段，而该行星一直处于灼热、熔融状态。
过去的更大规模的证据
TOI-2431 b 的质量是地球的 6.2 倍，但半径只有地球的 1.5 倍，其密度表明它有着剧烈的形成历史。数据显示，它曾是一颗体积更大的行星，由于长期暴露在其恒星的强烈辐射下，行星物质被剥离，只剩下岩石内核。
研究人员称，TOI-2431b 正走向毁灭的结局。“TOI-2431b 的轨道周期很短，这表明它与其主星之间存在强烈的潮汐相互作用，可能会导致潮汐形变和轨道衰减，”他们报告称。该恒星巨大的引力使行星发生形变，其最短轴比最长轴短了约 10%。
TOI-2431 b 不但展现了罕见的极端行星状况，还为研究此类环境的物理学提供了宝贵机会。其主星的亮度使其具有高发射光谱指标（ESM），达到27，作者指出这使其成为“进行大气相位曲线分析的最佳类超短周期行星 (USP) 系统之一”。发射光谱通过测量不同波长的光来确定存在哪些化学元素和分子——本例中为行星大气层中的元素和分子。ESM 根据系外行星利用詹姆斯·韦伯太空望远镜等工具进行后续大气研究的潜力进行排名，鉴于詹姆斯·韦伯太空望远镜的运行寿命有限，因此观测目标的选择尤为重要。
但关于这颗行星最引人注目的还是它即将消亡的命运。
险些毁于一旦
洛希极限（或洛希半径）是指一个较小的天体必须保持与较大天体的一定距离，才能维持其结构不被破坏。在洛希极限之内，恒星的强大引力会将行星撕裂。行星对卫星也会产生同样的作用，天文学家认为，土星的环可能是其他卫星在越过洛希极限后被撕裂后留下的残骸。
潮汐与其主星的相互作用不仅会改变行星的形状。它们还会消耗轨道能量，“导致行星逐渐向主星螺旋式靠近”，作者写道。
TOI-2431b 正接近这一极限。“我们估计目前的轨道周期仅比洛希极限轨道周期大 30%，预期轨道衰减时间尺度仅为约 3100 万年，”作者解释道。从天文学的角度来看，这已极其接近毁灭，3100 万年只是地球 45 亿年寿命的一小部分。
为什么遥远的行星很重要
像TOI-2431b这样遥远的行星对我们的个人生活来说几乎毫无意义。但它和其他类似的行星却为人类的存在提供了背景。每一颗系外行星，无论多么不宜居住、多么可怕，都是我们所在宇宙谜团中的一块碎片。它们让我们意识到自己有多么幸运，我们的文明是多么不可思议，地球及其所有生命形态是多么奇妙。
如果我们从这一角度思考片刻，便会意识到建造望远镜和研究宇宙的重要性。即使是一个没有大气层、因拉长扭曲而走向毁灭的酷热熔岩世界，其蕴含的意义也远超统计数据和特性所能揭示的。或许这些可怕的世界将教会我们谦卑，让我们不再将地球的生物圈视为理所当然的存在。
参考文献：《一颗类地行星以5.4小时轨道周期绕附近一颗K矮星旋转》，作者：卡娅·汗·塔什、古德蒙德·斯特凡松、西雅里夫·N.M.·法里兹、伊莎·加尔格、胡安·I.·埃斯皮诺萨-雷塔马尔、伊丽丝·库、大卫·布鲁因、雅各布·伦、埃里克·B.·福特、苏夫拉特·马哈德万、莎拉·E.·洛格斯登、加勒布·I.·卡尼亚斯、特汗、马克·E.·埃弗雷特、哈伊梅·A.·阿尔瓦拉多-蒙特斯、卡伦·布莱克、威廉·D.·科克伦、董佳音、雷切尔·B.·费尔南德斯、马克·R.·吉奥凡纳兹、塞缪尔·哈尔弗森、舒巴姆·卡诺迪亚、丹尼尔·克罗利科夫斯基、迈克尔·麦克尔维恩、乔·尼南、莱昂纳多·A.·帕雷德斯、保罗·罗伯逊、克里斯蒂安·施瓦布，2025年7月11日，arXiv。DOI：10.48550/arXiv.2507.08464
改编自最初发布在“宇宙今天”（Universe Today）上的一篇文章。
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