在最近的哈勃觀測中,系外行星顯然消失了

天文學家認為這是我們太陽系之外的行星,現在看來已經消失了。儘管這是在科幻小說中發生的,例如超人的故鄉K爆炸,但天文學家正在尋找一個合理的解釋。

一種解釋是,與其說是2004年首次拍攝的全尺寸行星物體,不如說是一個巨大的,不斷膨脹的塵埃雲,它是由圍繞著明亮的附近恆星Fomalhaut的兩個大型天體碰撞產生的。潛在的後續觀察可能會證實這一非同尋常的結論。

圖森市亞利桑那大學的安德拉斯·加斯帕爾(AndrásGáspár)說:“這些碰撞非常罕見,因此我們實際上看到了很多。” “我們相信我們在正確的時間在正確的位置見證了美國宇航局哈勃太空望遠鏡發生如此罕見的事件。”

“ Fomalhaut系統是我們關於系外行星和恆星系統如何進化的所有觀點的最終測試實驗室,”亞利桑那大學管家天文臺的喬治·裡克補充說。“我們確實有其他系統發生此類碰撞的證據,但是在我們的太陽系中卻沒有觀察到如此嚴重的碰撞。這是行星相互毀滅的藍圖。”

該物體名為Fomalhaut b,是在2004年和2006年獲得的數據的基礎上於2008年首次宣佈的。在幾年的哈勃觀測中清晰可見,表明該物體是一個移動的點。在此之前,系外行星的證據大部分是通過間接探測方法推斷出來的,例如微妙的來回恆星擺動以及行星通過恆星前的陰影。

然而,與其他直接成像的系外行星不同,Fomalhaut b早期就產生了令人困擾的難題。該物體在可見光下異常明亮,但沒有任何可檢測到的紅外熱信號。天文學家推測,增加的亮度來自環繞行星的巨大殼或塵埃環,這可能與碰撞有關。Fomalhaut b的軌道也顯得異常,可能非常古怪。

加斯帕爾說:“我們的研究分析了所有有關Fomalhaut的哈勃望遠鏡的檔案數據,揭示了幾個特徵,這些特徵共同描繪出行星大小的物體可能根本就不存在。”

研究小組強調,棺材上的最後一個釘子是在他們對2014年拍攝的哈勃影像進行的數據分析顯示該物體消失後,令人難以置信的。他們說,更神秘的是,較早的圖像顯示出該物體會隨著時間的推移而不斷褪色。加斯帕爾說:“顯然,Fomalhaut b正在做一個真正的行星不應該做的事情。”

解釋是Fomalhaut b正在從將消散的塵埃雲噴入太空的爆炸中緩慢擴展。考慮到所有可用數據,Gáspár和Rieke認為碰撞發生在2004年進行首次觀測之前不久。現在,碎片雲由大約1微米(人發直徑的1/50)的塵埃顆粒組成,低於哈勃的檢測極限。據估計,塵埃雲到現在已經膨脹到比我們太陽周圍的地球軌道更大的大小。

同樣令人困惑的是,研究小組報告說,與行星所期望的一樣,該物體更有可能在逃逸路徑上而不是在橢圓軌道上。這是基於研究人員從較早的數據向軌跡圖添加較晚的觀測值的基礎上。加斯帕爾說:“新近形成的巨大塵埃雲將受到這樣的軌跡影響,它們會受到來自中心恆星福馬爾豪特的巨大輻射力的作用。” “我們的模型自然能夠解釋系統的所有獨立可觀察參數:其擴展率,衰落及其軌跡。”

由於Fomalhaut b目前位於環繞恆星的巨大冰冷碎片環之中,因此碰撞體很可能是冰和塵埃的混合物,就像太陽系外緣的柯伊伯帶中存在的彗星一樣。加斯帕爾(Gáspár)和裡克(Rieke)估計,每個類似彗星的天體長約125英里(200公里)(大約是小行星維斯塔的一半)。

作者認為,他們的模型解釋了Fomalhaut b的所有觀察到的特徵。在亞利桑那大學的計算機集群上完成的精密粉塵動力學建模表明,這種模型能夠定量地擬合所有觀測結果。根據作者的計算,距地球約25光年的Fomalhaut系統可能僅每20萬年經歷一次這些事件。

Gáspár和Rieke以及擴展小組的其他成員也將在其科學運作的第一年中,利用NASA即將推出的James Webb太空望遠鏡觀察Fomalhaut系統。該團隊將直接對系統內部的溫暖區域進行成像,首次在空間上解決太陽系外行星系統難以捉摸的小行星帶部分。該小組還將搜索繞Fomalhaut運轉的真正行星,這些行星可能是在重力作用下雕刻了外盤。他們還將分析磁盤的化學成分。

在最近的哈勃觀測中,系外行星顯然消失了


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