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两颗系外行星灾难性对撞,对科学家有何启示

2019年10月28日7:01 环球解密

    NASA于2019年10月22日发布最新消息表明,有两颗系外行星发生剧烈碰撞。科学家正在对它们碰撞的残骸进行研究。

    发生行星碰撞的恒星系统是一个编号为BD +20 307的双星系统。它距地球很近,只有300多光年。双星系统中恒星的年龄至少有10亿年,是一个成熟的恒星系统。然而,这个系统却显示出漩涡状的尘埃碎片轨迹。这些尘埃温度不低,说明它是在最近有两个行星大小的星体冲击造成的。

    十年前,地面望远镜和美国宇航局(NASA)的斯必泽太空望远镜(Spitzer Space Telescope)曾对这一系统进行观测。它们发现了一些温热的星际碎片,首次揭示可能有行星碰撞。现在,平流层红外天文台(SOFIA)显示,碎片的红外亮度增加了10%以上,这表明对撞产生了更多的尘埃碎片。

    剧烈的行星碰撞会改变行星系统。事实上,类似的对撞在我们太阳系也发生过。科学家认为在大约45亿年前一个火星大小的星体就曾经撞上地球。

    “BD +20 307周围的温暖尘埃使我们瞥见了岩石类型外行星之间的灾难性影响。”论文的第一作者,美国加州大学圣克鲁斯分校(University of California, Santa Cruz)的研究生麦基‧汤普森(Maggie Thompson)说,“我们想知道这个系统在受到极端影响之后如何发展。”

    当一颗年轻恒星周围的尘埃粒子粘在一起,并随着时间增长而增大时,就会形成行星。比如我们太阳系的行星系统形成后,还有一些尘埃仍然存在,它们会迁徙到太阳系中海王星以外的遥远寒冷地区。

    天文学家认为在年轻的太阳系周围发现温暖的尘埃。随时间推移,尘埃粒子会持续碰撞并最终变得很小,以至于它们要么被吹出太阳系,要么被拉入恒星。因此,成熟的恒星系统周围的尘埃,如我们的太阳和BD +20 307中的两个恒星,应该早就消失了。研究恒星周围的碎片,不仅可以帮助天文学家了解系外行星系统如何演化,而且可以更完整了解太阳系的历史。

    该项目的首席研究员、美国卡内基科学研究院(Carnegie Institution for Science)地磁学系的研究员艾丽西亚‧温伯格(Alycia Weinberger)说:“这是研究行星系统历史晚期发生的灾难性碰撞的难得机会。SOFIA的观察结果显示了仅仅在数年时间内尘土盘发生的巨大变化。”

    尽管有多种机制可以使尘埃变得更加明亮,例如尘埃可能会吸收来自恒星的更多热量或靠近恒星移动,但这不太可能在短短十年内发生。这么短的时间对于宇宙中的演化而言就是一瞬间。但是,如果是行星碰撞就很容易在极短时间内造成大量尘埃碎片。这更进一步证明了两个系外行星的相撞。该团队正在分析来自后续观察的数据,以查看系统中是否还有进一步的变化。

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