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太阳可能在年轻时吞掉过一颗行星,质量是地球的5到10倍。几十亿年过去了,这颗行星

太阳可能在年轻时吞掉过一颗行星,质量是地球的5到10倍。几十亿年过去了,这颗行星的残骸还留在太阳内部,而且今天可能仍然测得出来。

这是土耳其爱琴大学(Ege University)教授穆特卢·耶尔德兹(Mutlu Yıldız)的新研究得出的结论,论文发表在英国《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。

太阳被行星撞过,这个想法并不新鲜。新鲜的地方在于,这篇论文认为太阳身上两处“久治不愈”的老毛病,可能是同一顿饭留下的“后遗症”。

第一处毛病藏在太阳内部。太阳没法剖开看,但它会震动,整个球体像一口被敲响的钟一样起伏。天文学家通过分析这些震动,反推太阳内部的结构,就像医生用超声波看人的内脏。这门学问叫日震学。

用日震学量出来的太阳,和理论算出来的太阳,有几个地方对不上。太阳外层有一圈翻滚的气体,热气上浮、冷气下沉,像烧开的锅,这一圈叫对流层。理论模型算出的对流层深度,和实际测量的不一样。对流层底下那一薄层里,声音传播的速度也和模型不符。这些差别不大,但几十年来一直消不掉。

第二处毛病在太阳表面。太阳表面的锂元素少得反常。锂是宇宙里最早诞生的几种元素之一,按理说太阳表面应该保留着当初形成时的那一份,可实际测到的量远低于预期,去向不明。

这两个问题此前各查各的。耶尔德兹想的是,它们会不会有一个共同的源头,都出在太阳幼年的化学史上。

年轻恒星周围围着一个由气体和尘埃组成的盘子,行星就在里面诞生。盘子和恒星之间有大量物质来回流动。行星的成分和盘子里的气体不一样,气体主要是氢和氦,行星则富含岩石和金属等重元素。如果一颗行星早早掉进了年轻的太阳,它带进去的那一包岩石,会不会在太阳里留下化学印记?

研究团队用恒星演化程序MESA做了一系列模拟,假设太阳早年吞下过不同数量的行星物质,然后把算出来的太阳和日震学数据、表面元素含量逐一比对。他们也试了别的解释,比如改动气体压强的计算方式、光在太阳内部的传播阻力、物质搅拌的强弱,看看这些能不能把差异抹平。

最贴合观测的方案,是年轻的太阳吞下过一颗5到10倍地球质量的行星。这类行星叫超级地球。

关键在于,这一个假设同时对上了好几项独立测量,既包括太阳内部的结构,也包括表面偏低的锂含量。耶尔德兹说,他们原本只猜行星坠入会影响太阳结构,没料到计算结果会收敛到这么窄的一个质量区间。

模拟还显示,这样一颗行星穿过太阳外层时,几乎不会被剥掉多少质量。它能相对完整地沉进去,所以它的印记才能保存到今天。

超级地球恰恰是太阳系缺席的那类行星。在银河系里,这种比地球大、比海王星小的行星极为常见,很多恒星周围都有,唯独太阳系一颗都没有。

10年前就有研究提出过一条路径:太阳系早期,可能有一颗或几颗超级地球在水星轨道内侧形成,然后在气体盘的拖拽下一路向内迁移,最终掉进太阳。不过那项研究只是给出了可能性,没有证明它真的发生过。

耶尔德兹这篇论文问的是下一个问题,太阳本身是不是还带着这件事的证据。他的回答是,可能带着。

他也承认,太阳吞过行星这件事,也许永远没法百分之百证实。但如果模型预言的这套内部结构和化学特征,能被日震学或别的观测独立找到,那就是几十亿年前那次坠落留下的有力证据。

太阳系里没有超级地球,未必是因为它从未出现过,更可能的原因是,太阳把它吃了,然后花了46亿年慢慢消化,消化到今天还没消化干净。

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图为艺术家想象的恒星吞噬行星的场景,蓝线勾勒出行星一圈圈螺旋坠向恒星、最终与其相撞的轨迹,图源:NASA、ESA、CSA、拉尔夫·克劳福德(Ralf Crawford,STScI),CC BY 4.0

信源:Tonkin, Sam. "'Fingerprints' inside the Sun Could Reveal If It Once Swallowed a Planet." Phys.org, edited by Sadie Harley, 10 Sept. 2026