哈勃望遠鏡也被迷惑了?系外行星詭異消失為哪般?

2020-07-27 天文在線

一顆已知的系外行星從視野中的消失引發了天文學家們的猜測,認為其從一開始就不是一顆行星,而是一次天梯碰撞的殘骸。

「這顆行星」飄忽不定,難以捉摸。

哈勃望遠鏡也被迷惑了?系外行星詭異消失為哪般?

一顆稱為北落師門b的臨近系外行星從我們的視野中逐漸消失了,這顯然不是行星可能展現出的現象。除非是一座星球大戰中的帝國死星在周圍巡視,而這是絕無可能的。

一個更合理的解釋在昨天被刊登於美國國家科學院院刊上,其認為此非行星物體實際上是一塊擴散的塵埃雲。以亞利桑那大學的András Gáspár為首的這項新的研究的作者指出,一個「大規模的行星之間的碰撞」是觀察到這一現象的可能原因。

哈勃望遠鏡也被迷惑了?系外行星詭異消失為哪般?

北落師門b最初在2004年被哈勃太空望遠鏡觀察到,於2008年被確認為一顆巨型系外行星。直接觀察到一顆太陽系外的行星,而非間接偵測到它其實是一種偶然情況;在大多數的情況下,系外行星都是在它使主星變得模糊不定,或者出現暫時性亮度減弱時被發現的。然而,幾乎在同一時間,天文學家們就開始注意到一些使他們迷惑不解的關於北落師門b的情況。

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除了擁有一個反常巨大的軌道以外,這顆所謂的系外行星還顯得出人意料的明亮,並且沒有紅外線特徵可以解釋。它的質量之小也是一大特徵,尺寸卻在不斷擴大。到了2014年,這個物體徹底地消失了,這是極為奇怪的。


左圖:北落師門恆星系統,包含一個巨大的殘骸圓盤(中央的黑暗斑塊阻擋了其中的星體)

右圖:觀察北落師門b隨時間變化的過程,展現出一個逐漸散開的殘骸區域

圖:美國國家航空航天局、歐洲航天局及亞利桑那大學的A. Gáspár和G. Rieke

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這些怪異現象的結合引發了Gáspár與同樣來自亞利桑那大學的George Rieke的一項研究,他們「分析了所有可得到的關於北落師門的數據檔案」,得到了一項結論,Gáspár 在一份哈勃新聞稿中稱,「行星尺寸的物體可能從一開始就根本不存在」。研究者分析了2004年至2014年的數據,包括2013年至2014年間未公開的哈勃數據。

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假設中的碰撞可能在2004年左右發生,這意味著哈勃望遠鏡在這個事件的非常早期就開始記錄了。根據這一新的解釋,兩顆巨大的小行星互相撞擊,產生了一塊逐漸擴散的塵埃雲。

「北落師門b雖然不像是一顆直接想像中的行星,它卻很有可能是一個在外星系被觀察到的非常規的超級災難性的行星際撞擊!」新研究的作者寫道。

哈勃望遠鏡也被迷惑了?系外行星詭異消失為哪般?

膨脹塵埃雲的時間推移過程

圖:美國國家航空航天局、歐洲航天局及亞利桑那大學的A. Gáspár和G. Rieke

這種碰撞被認為是極其罕見的,所以Gáspár和Rieke致力於研究數字以得出這個概率究竟有多低。他們對於北落師門恆星系統的情況進行了建模,它正好擁有一個顯眼的充滿塵埃、小行星和微行星的殘骸圓盤。根據這個殘骸圓盤的密度,作者們估計一次這樣的撞擊大約每200000年才會發生一次。

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每200000年一次!哈勃望遠鏡在碰撞發生之後短期內就觀察到了這一現象實在是一次異乎尋常的巨大幸運事件。

作者聲稱,一個包含了大約200千米(120英裡)直徑的小行星,更準確地應該稱為微行星的碰撞,產生了被觀察到的結果。作為比較,小行星帶最大的小行星之一的灶神星的尺寸在525千米(326英裡)。這應當是個小小的車禍罷了。

另一項計算顯示,擴散中的殘骸場處在一個不斷擴張的軌道上——遠離恆星而不是被恆星所吸引——並非是一開始認為的高偏心率軌道。

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「一個產生的巨型塵埃雲在經受了主恆星北落師門的輻射力作用後將會位於這樣一個軌道上,」 Gáspár解釋道「我們的模型可以解釋這個系統中所有的可觀察的因素:它的擴張縮率、它的逐漸變暗和它的軌道。」

這個殘骸場現在是稀薄爾分散的,長度延展到一個天文長度,即地球與太陽之間的平均距離。今後,天文學家們計劃在詹姆斯韋伯太空望遠鏡上線後就立即對這個系統開展觀察。除了搜索繞行北落師門恆星的真正行星之外,科學家們還計劃分析這個恆星系統的突出特徵——殘骸圓盤的化學成分。

作者: George Dvorsky

FY: 姚啊真

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