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哈勃观测大规模碰撞的后果——“行星如何互相毁灭的蓝图”

哈勃观测大规模碰撞的后果——“行星如何互相毁灭的蓝图”

哈勃太空望远镜为我们提供了观察系外行星北落师门b的机会。

天文学家认为太阳系外的一颗行星,现在似乎已经从视野中消失了。天文学家现在认为,一颗成熟的行星从一开始就不存在。美国国家航空航天局/欧洲航天局的哈勃太空望远镜观测到的是一团由非常细小的尘埃颗粒组成的云团,这团云团是由围绕明亮的北落师门(离地球约25光年)运行的两个小行星大小的冰状天体之间的巨大碰撞造成的。

南落师门系统是我们所有关于系外行星和恒星系统如何演化的想法的终极测试实验室。亚利桑那大学斯图尔德天文台的乔治·赖克说。我们确实有证据表明在其他系统中也有这样的碰撞,但是从来没有观察到过这么大规模的碰撞。这是一幅行星如何互相毁灭的蓝图。

该物体之前被认为是一颗叫做北落师门b的行星,根据2004年和2006年的数据,它于2008年首次被发现。经过几年的哈勃观测,它清晰可见,显示它是一个移动的点。与其他直接成像的系外行星不同,南落师门b的难题很早就出现了。该物体在可见光下异常明亮,但没有任何可探测到的红外热信号。天文学家提出,增加的亮度来自一个巨大的外壳或尘埃环,它围绕着可能与碰撞有关的物体。此外,早期的哈勃观测表明,该物体可能不像其他行星那样沿椭圆形轨道运行。

哈勃观测大规模碰撞的后果——“行星如何互相毁灭的蓝图”

这些碰撞极其罕见,所以我们能看到这样的碰撞是件大事。亚利桑那大学的教授说。我们相信,我们在正确的时间、正确的地点,用哈勃太空望远镜见证了如此不可能的事件。

我们的研究分析了所有可用的哈勃关于北落师门b的档案数据,包括哈勃最近拍摄的图像,揭示了几个特征,这些特征共同描绘了这样一幅画面:这个行星大小的物体可能从一开始就不存在。说Gá spá r。

哈勃观测大规模碰撞的后果——“行星如何互相毁灭的蓝图”

哈勃2014年拍摄的照片显示,该物体已经消失,令天文学家难以置信。更神秘的是,早期的图像显示,随着时间的推移,物体会不断褪色。很明显,北落师门b在做一个真正的星球不应该做的事情。说Gá spá r。

由此得出的解释是,北落师门b不是一颗行星,而是由于两个大天体的碰撞而形成的缓慢膨胀的云。研究人员认为,碰撞发生在2004年首次观测之前不久。到目前为止,由大约1微米(人类头发直径的1/50)的灰尘颗粒组成的碎片云,低于hubble50的检测极限。据估计,到目前为止,尘云已经膨胀到比地球围绕太阳的轨道还大的尺寸。

哈勃观测大规模碰撞的后果——“行星如何互相毁灭的蓝图”

同样让人困惑的是,该物体并不是在行星所期望的椭圆轨道上,而是在逃逸轨道上,或者说是双曲线轨道上。最近形成的一个巨大的尘埃云,经历了来自中央星北落师门相当大的辐射力,将被置于这样的轨道上。我们的模型能够很自然地解释系统的所有独立的可观测参数:膨胀率、衰减和运动轨迹。

因为北落师门b目前在环绕恒星的巨大的冰屑环内,碰撞的天体很可能是冰和尘埃的混合物,就像存在于太阳系外围柯伊伯带的彗星体一样。g&r和Rieke估计,每一个类彗星的天体直径都在200公里左右。他们还指出,北落师门星系可能每20万年才会发生一次这样的碰撞事件。

瑞克和其他天文学家也将使用NASA/ESA/CSA詹姆斯韦伯太空望远镜观测南落师门星系,该望远镜计划于2021年发射。

想了解更多,请阅读太阳系外的一颗行星神秘消失的故事。这就是天文学家现在所说的。

参考文献:新的HST数据和建模揭示了围绕着Fomalhaut&rdquo的一个巨大的星子碰撞;作者:andr&s g&r和George H. Rieke, 2020年4月20日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

DOI: 10.1073 / pnas.1912506117

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