小行星在附近恒星系統(tǒng)中碰撞

這是歷史上第二次，在太陽(yáng)系邊界外不遠(yuǎn)處的外星恒星周圍觀測(cè)到兩顆小行星相撞。

那顆星星是福馬爾豪特，一個(gè)僅有4.4億年歷史的宇宙嬰兒，周圍仍被形成時(shí)遺留的碎片盤包圍。距離僅25光年，F(xiàn)omalhaut是一個(gè)極佳的實(shí)驗(yàn)室，用于研究盤狀過程。行星形成的前身.

現(xiàn)在，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡揭示了一個(gè)可能屬于其中一個(gè)過程的事件：兩塊巖石，每塊估計(jì)直徑約60公里（37英里）。如果它們沒有互相粉碎成塵埃，這些微小的種子本可以繼續(xù)生長(zhǎng)成繞恒星運(yùn)行的行星。

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“這絕對(duì)是我第一次在系外行星系統(tǒng)中看到光點(diǎn)憑空出現(xiàn)，”天文學(xué)家保羅·卡拉斯說加州大學(xué)伯克利分校。

“在我們之前的所有哈勃圖像中都沒有它，這意味著我們剛剛目睹了兩個(gè)巨大天體和巨大的碎片云之間的劇烈碰撞，這在我們太陽(yáng)系中是前所未有的。太棒了！”

這并不是Fomalhaut第一次經(jīng)歷。早在2004年，天文學(xué)家就在其軌道上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)行星亮度極高的天體。2012年拍攝的直接影像后續(xù)觀測(cè)似乎證實(shí)了這一點(diǎn)。所謂的氣態(tài)巨行星，形式屋 b甚至被賦予了一個(gè)名字——達(dá)貢。

但到了2014年新的觀測(cè)結(jié)果時(shí)，達(dá)貢已經(jīng)徹底消失了.天文學(xué)家得出結(jié)論，對(duì)消失的天體最好的解釋是，它從來不是行星，而是兩顆小行星劇烈碰撞產(chǎn)生的明亮膨脹的塵埃云。

快進(jìn)到2023年，哈勃再次將目光投向福馬爾豪特，想看看這顆古怪的恒星是否又在搞些惡作劇。劇透警告：惡作劇正如火如荼地展開。一團(tuán)光點(diǎn)出現(xiàn)在恒星附近，看起來與達(dá)貢極為相似。

“基于這些觀測(cè)，我們最初的目標(biāo)是監(jiān)測(cè)Fomalhaut b，我們最初以為它是一顆行星，”天文學(xué)家王志森說西北大學(xué)的成員。

“我們以為那道強(qiáng)光是Fomalhaut b，因?yàn)槟鞘窍到y(tǒng)中已知的光源。但當(dāng)我們仔細(xì)比較新照片與過去的照片時(shí)，發(fā)現(xiàn)它不可能是同一個(gè)來源。這既令人興奮，也讓我們摸不著頭腦?！?/p>

Kalas及其同事將該團(tuán)塊命名為Fomalhaut cs2，意為“環(huán)星源2”;而《Dagon》則被降級(jí)為Fomalhaut cs1。安息吧，達(dá)貢。

“Fomalhaut cs2看起來就像一顆反射星光的系外行星，”卡拉斯解釋道.“我們從研究CS1中學(xué)到的是，一團(tuán)巨大的塵埃云可以偽裝成行星多年。這是對(duì)未來旨在探測(cè)反射光系外行星任務(wù)的警示?！?/p>

基于哈勃觀測(cè)以及CS1之前對(duì)變化的觀測(cè)，研究人員計(jì)算出這兩片云很可能是小型、大小相近天體碰撞的結(jié)果。有趣的是，這兩者也都出現(xiàn)在Fomalhaut盤邊緣的類似位置。

“之前的理論認(rèn)為，每10萬年或更久就會(huì)發(fā)生一次碰撞。在這里，20年里，我們只見過兩次。”卡拉斯說.

“如果你有一部過去三千年的電影，而且被加速到每年都只有幾分之一秒，想象一下你會(huì)看到多少閃回。福馬爾豪特的行星系統(tǒng)會(huì)因這些碰撞而閃閃發(fā)光?！?/p>

一次碰撞——單獨(dú)的單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)——告訴你，這種情況在特定情況下可能發(fā)生。第二次碰撞開啟了一個(gè)全新的世界。第二次碰撞會(huì)給你統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).

“這項(xiàng)觀測(cè)令人振奮的方面在于，它使研究人員能夠估算碰撞天體的大小以及盤中碰撞體的數(shù)量，而這些信息幾乎無法通過其他方式獲得?！?a>天文學(xué)家馬克·懷亞特說英國(guó)劍橋大學(xué)的成員。

“我們的估計(jì)是，為了制造CS1和CS2而被摧毀的微行星直徑僅為37英里或60公里，我們推斷在福馬爾豪特系統(tǒng)中軌道上有3億個(gè)此類天體。”

這顆恒星的周圍環(huán)境確實(shí)很有趣。其他近期觀測(cè)已經(jīng)顯示該盤存在同心間隙——這是某種東西正在清除碎片的跡象，可能是一顆正在形成的行星沿著其軌道路徑向上移動(dòng)。然而，行星本身尚未被發(fā)現(xiàn)。

與此同時(shí)，2023年JWST的觀測(cè)顯示一大團(tuán)塵埃在CS1和CS2出現(xiàn)的同一個(gè)外環(huán)。當(dāng)時(shí)天文學(xué)家將其歸因于另一場(chǎng)碰撞，盡管這一解釋尚未得到證實(shí)。

盡管福馬爾豪特提出了許多尚未找到答案的問題，但新浮現(xiàn)的圖景暗示了一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)境，可能表明早期行星形成的跡象。

“該系統(tǒng)是一個(gè)天然實(shí)驗(yàn)室，用以探究微行星在碰撞時(shí)的行為，進(jìn)而告訴我們它們的構(gòu)成及形成過程。”懷亞特說.

研究人員將繼續(xù)利用哈勃和JWST觀測(cè)CS2，觀察其未來幾年的演化。

“我們將追蹤C(jī)S2的形狀、亮度和軌道隨時(shí)間的變化?！?a>卡拉斯說.“隨著塵埃顆粒被恒星光壓迫向外，CS2可能會(huì)開始變得更橢圓形或彗星形。”

該研究已發(fā)表于科學(xué).

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