当主星死亡时，小行星就会碎裂

当天文学家观察银河系时，他们发现许多恒星系统分为两种类型：活着的或死去的。有许多健康的黄色和红色恒星拥有行星，与我们的太阳系并无太大不同。还有“死亡”的白矮星——我们太阳的未来版本——其中许多都有尘埃、气体和碎屑盘。一颗垂死的恒星如何将第一个系统缩小到第二个系统？最近的研究表明，部分原因是用更高级别的阳光粉碎其小行星。

当太阳有朝一日膨胀为一颗红巨星时，吞噬整个水星和金星并烧焦地球只是它改变太阳系的第一步。由于太阳会变得非常大，我们的恒星也会向太空发射比现在多数千倍的光，就像用探照灯代替一盏灯一样。皇家天文学会月刊最近发表的一篇文章指出，这种能量充沛的最显著影响之一就是将小行星旋转成碎片。这一现象可以解释为什么天文学家看到如此多的微型小行星坠入白矮星。

“在 10,000 颗太阳光度恒星的存在下，”这项研究的共同作者、英国华威大学天体物理学家 Dimitri Veras 说道，“这将是一场完全不同的、更加剧烈的球赛。”

虽然研究白矮星作为行星系统是一个全新的领域（研究人员去年才发现了第一颗行星围绕白矮星运行的证据），但天文学家们已经推断出小行星坠入这些娇小但灼热的恒星的绝唱已经持续了相当长一段时间。当一颗类似太阳的恒星死亡时，它会膨胀，排出大量物质，最终坍缩，将类似太阳的质量塞入类似地球的空间。这会产生一个强大的引力场，将恒星较重的元素拖入其中心，留下原始的氢气和一些氦气大气层。华威大学天文学家马克·霍兰兹说：“我认为[白矮星]是一张白纸。”

当充满铁或其他金属的脏小行星撞击恒星并碎裂时，它们会在白矮星的光线中留下明显的特征条纹——天文学家在银河系一半到四分之一的死亡恒星中看到了这种条纹。但是什么让所有这些小行星走向毁灭呢？维拉斯的研究提供了一些见解，揭示了一场可能导致如此多小行星诞生的全系统灾难。“这是一个伟大的下一步，”霍兰兹说，他没有直接参与这项研究。“它确实让我们更好地了解了我们是如何拥有如此庞大的小行星群的。”

小行星的命运取决于光线与岩石体之间微妙的相互作用。当阳光使小行星变暖时，这种能量随后会以红外辐射的形式释放出来（想想热视镜如何识别温暖的人类），从而产生微小但随时间推移而增加的反冲力。由于小行星形状奇特，它们在随后释放热能时会受到各个方向的反冲力。当这些反冲力不平衡时，小行星就会开始旋转——这种现象被称为 YORP 效应，以描述该现象的科学家的姓氏 Yarkovsky、O'Keefe、Radzievskii 和 Paddack 命名。

天文学家已经观察到附近的小行星以相当温和的方式旋转。然而，在太阳变成超级赛亚人之后，一切都变了。维拉斯计算出，所有这些额外的光线将使任何小于 6 英里宽的小行星旋转得如此之快，以至于它们分裂开来。维拉斯说，最弱的小行星每两到三个小时旋转一次就会开始碎裂。他估计，让它们从静止状态旋转到如此快可能需要一百万年。但对于一个已经平静了数十亿年的系统来说，这只是一眨眼的事。

一次断裂之后，较小的剩余碎片会更容易转动，一次又一次地断裂，速度越来越快。在像我们这样的系统中，许多小行星的最终遗迹将是它们的组成巨石和卵石，破坏将延伸到冥王星轨道之外。“[小行星]带可能会经历普遍存在的 YORP 引发的破坏，”维拉斯说。

在 2014 年的早期研究中，维拉斯勾勒出了这一现象的基本原理，但最近的研究涵盖了各种小行星的成分。太空岩石的质地各不相同，有松散的瓦砾堆，有牢固附着的巨石，也有坚固的铁块，只有最牢固地粘在一起的岩石才能在太阳系末期幸存下来。“这项研究表明，”霍兰兹说，“在（红）巨星阶段，（小行星）对发生的事情没有太大的影响。”

这项新研究还指出，YORPocalypse 将产生许多小行星对，其中一个较小的碎片围绕着一个较大的碎片运行——这是一种新奇的轨道。不过这些双胞胎不会持续太久，因为进一步的旋转会继续将它们分解。

除了让我们得以一窥太阳系未来的剧烈变化，这项研究还增强了研究人员通过观察遥远白矮星大气层来了解其历史的能力。维拉斯说，随着天文学家继续观察这些恒星如何撕碎任何靠近的小行星，更好地了解岩石在 YORP 时代幸存或屈服的条件将使研究人员能够了解它们的整个生命周期，从诞生到死亡。