近期，中国科学院云南天文台的一项研究对吞噬行星后恒星金属丰度与自转变化进行了详细讨论，拓展了该领域理论研究的视角。相关研究成果已于2026年10月28日正式发表在国际天文期刊 《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）上。

目前有近7000颗系外行星被发现，科学家们密切关注短周期行星因潮汐耗散等因素导致轨道衰减，最终坠入宿主恒星后的“行星吞噬”现象。作为恒星-行星相互作用的最终阶段，行星吞噬事件会将行星的质量和轨道角动量转移给恒星，了解相关物理过程对于寻找此类事件的观测证据，以及理解恒星-行星相互作用具有极其重要的意义。

研究团队系统探索了行星被吞噬后，不同恒星和行星属性对宿主恒星表面金属丰度及自转速度的长期影响。研究发现，恒星吞噬行星后产生的金属增丰效应深受其所处演化阶段的影响，相比于年轻的恒星，更年老的恒星在吞噬后能产生更为显著的金属增丰。这是由于随着恒星的老化，较重的物质在重力作用下向核心下沉，使恒星内部形成了“下重上轻”的稳定密度分层。这种稳固的结构抑制了恒星内部物质的上下对流与混合，导致外来重元素无法被输运至恒星内部，只能停留在恒星的表面。尤其值得注意的是，贫金属恒星在吞噬行星后，其金属丰度可能超过太阳水平，且这样的状态能够维持数十亿年，从而在观测中长期“伪装”成富金属恒星（图1）。此外，虽然吞噬行星会引发宿主恒星自转加速，但瞬间的角动量注入会引起高效的磁制动效应，恒星很快便会回归常规的自转演化轨迹，因此自转加速似乎难以作为判断吞噬事件的长期观测判据。研究最终指出，恒星表面金属增丰的强度与持续时间，本质上是对流包层厚度与主序寿命之间的相互博弈：比太阳质量更小的恒星其长效信号易被其深厚的对流层稀释，而比太阳大的恒星其信号虽强却过于短暂。综合来看，兼具相对较长的主序寿命与显著金属增丰的类太阳恒星，是未来探寻此类事件的最佳观测目标（图2）。

该研究由云南天文台恒星物理研究团组李宗恒、苏杰、郭建恒和大样本恒星演化研究团组贾石，以及中山大学刘尚飞共同完成。该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。

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图1：具有不同初始金属丰度的1.0 M⊙恒星，在不同时期吞噬一颗 10 M⊕行星后 [Fe/H] 的演化。不同颜色的线条表示吞噬事件发生的不同时间。实线代表自转模型，虚线代表非自转模型。黑线代表无吸积模型。灰色点线代表太阳丰度。自转模型的初始周期为 8 天。

图2：恒星吞噬10 M⊕行星物质后表面金属增丰的持续时间。y 轴表示与未吸积模型相比，吸积模型的金属增丰超过 0.1 dex 的持续时间。x 轴表示初始恒星金属丰度（Z = 0.005、0.012、0.022）。每一行对应于吸积事件发生的时间：ZAMS、1 Gyr 和 4 Gyr。列对应于初始恒星自转周期：3 天、8 天和 16 天。符号表示恒星质量0.7 M⊙（正方形）、1.0 M⊙（圆形）和 1.2 M⊙（三角形）。