距離地球才300光年,發現兩顆系外行星碰撞,場面很慘烈

天空之城 2020/10/19 檢舉 我要评论

兩顆系外行星相撞後的戲劇性一瞥,讓科學家們看到了當行星相撞時會發生什麼。我們太陽系中一個類似的事件可能就形成了月球。這個雙星系統被稱為BD+20 307,距離地球超過300光年,其中恒星的年齡至少有10億歲。然而,這個成熟的系統已經顯示出旋轉的塵埃碎片跡象,這些碎片並不冷,就像在這個年齡恒星周圍所預期的那樣。相反,碎片是溫暖的,加強了它是相對較近由兩個行星大小的天體撞擊而形成。十年前,地面觀測站和美國宇航局斯皮策太空望遠鏡對這個系統的觀測。

在首次發現溫暖的碎片時,給出了這次碰撞的第一個線索,現在,紅外天文平流層天文臺索菲亞(Sofia)透露,碎片的紅外亮度增加了超過10%,這表明現在有更多的溫暖塵埃。在發表在《天體物理學》期刊上的研究結果,進一步支持了岩石系外行星之間極端碰撞可能是近現代才發生。像這樣的碰撞可以改變行星系統,之前的研究表明45億年前火星大小的天體與地球碰撞產生了碎片,最終形成了月球。

主要作者、加州大學聖克魯茲分校的研究生瑪姬·湯普森(Maggie Thompson)說:BD+20 307周圍的溫暖塵埃讓我們得以一瞥岩石系外行星之間災難性撞擊可能是什麼樣,我們想知道,在極端衝擊之後,這一體系隨後會如何演變。當一顆年輕恒星周圍的塵埃顆粒粘在一起,並隨著時間推移變得更大時,行星就形成了。

殘留的殘骸在行星系統形成後仍然存在,通常在遙遠的寒冷地區,如柯伊伯帶,位於我們太陽系海王星之外。天文學家希望在年輕恒星系周圍發現溫暖的塵埃。隨著它們的演化,塵埃粒子繼續碰撞,最終變得足夠小,它們要麼被吹出系統,要麼被拉進恒星。老恒星周圍的溫暖塵埃,像我們的太陽和BD+20 307兩顆,應該早就消失了。研究恒星周圍的塵埃碎片不僅有助於天文學家瞭解系外行星系統是如何演化,還可以更完整地瞭解太陽系的歷史。

華盛頓卡內基科學研究所陸地磁力部的科學家Alycia Weinberger說:這是研究行星系統歷史晚期發生災難性碰撞的難得機會,觀測顯示了塵埃盤在僅僅幾年的時間尺度上的變化。紅外觀測,例如來自索菲亞的紅外相機FORCAST(索菲亞望遠鏡的微弱物體紅外相機),對於揭示隱藏在宇宙塵埃中的線索至關重要。當用紅外光觀察時,這個系統比僅僅從恒星上預期的要亮得多。

額外的能量來自塵埃碎片輝光,這在其他波長是看不到的。雖然有幾種機制可以使塵埃發出更明亮的光芒(可能吸收更多來自恒星的熱量,或者更接近恒星)但這些都不太可能在短短10年內發生,對於宇宙變化來說,這是閃電般的速度。然而,行星碰撞很快就會很容易地注入大量的塵埃。這為兩顆系外行星相撞提供了更多的證據,該研究團隊正在分析來自後續觀察的資料,以查看系統中是否有進一步的變化。

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