怪了,哈勃望遠鏡觀測的一顆系外行星,莫名其妙消失了!

轉眼間,哈勃太空望遠鏡已經升空30週年了。在這30年裡,它帶我們見過最古老的宇宙、見過最遙遠的星系、見過最暴力的星體碰撞、見過最震撼的星雲。可以說,哈勃望遠鏡為了人類的天文事業立下了赫赫戰功。

怪了,哈勃望遠鏡觀測的一顆系外行星,莫名其妙消失了!

不過,老虎也有打盹的時候,哈勃望遠鏡也有過錯誤觀測的經歷。最近,科學家們就發現了一次哈勃的觀測誤差。事情還要從12年前說起。

北落師門b

2008年,哈勃太空望遠鏡在南魚座距離地球25.13光年處,發現了一顆系外行星,它圍繞著一顆叫做北落師門的恆星公轉。

這個名字聽起來就那麼古典,一聽就是古代文人起的名字。它在西方的名稱,叫做Fomalhaut,是地球夜空中亮度排名18的亮星。北落師門屬於A型主序星,直徑是太陽的1.84倍,質量為1.9倍,年齡只有2-3億年,是一顆非常年輕的恆星。

2008年,NASA公佈了一張哈勃望遠鏡對北落師門拍攝的照片。這張照片當時轟動一時,也是哈勃望遠鏡拍攝過的經典照片之一。由於形狀很像電影《指環王》裡的索倫之眼,所以這張照片也得到了這個綽號。

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(哈勃望遠鏡經典照片:索倫之眼,正中心的就是北落師門)

這張照片的發佈,引起了Paul Kalas和James Graham等人的注意。在2004年和2006年的時候,他們就曾經對北落師門進行過觀測,觀測結果和NASA公佈的這張照片吻合度極高。由此他們確定了自己當初的猜測:這是一顆系外行星。因此,他們將這顆行星命名為北落師門b(Fomalhaut b)。

據推測,這顆行星應該是一顆氣體巨星,質量最大可能有木星的3倍,不過普遍認為它略比木星輕一點。它的公轉軌道非常大,它與北落師門的距離可能達到了170億公里,比太陽系的鬩神星還遠20%,超過了冥王星軌道的兩倍。

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可是,正當科學家想繼續研究它的時候,它竟然消失了……

劇情反轉

從2014年開始,天文學家就再也沒有觀測到過這顆“行星”,距離人類第一次看到它,正好10年。最初觀測到它的時候,它的移動速度非常快,如今卻完全消失了。

上一次看到一顆行星消失在某個恆星系,大概還是在電影《流浪地球》裡……

對於北落師門b 的消失,科學家們提出了不同的看法。4月20日,《美國國家科學院院刊》(PNAS)上提出了一個說法:這顆所謂的系外行星,其實本來就不是行星!

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他們認為,當初哈勃望遠鏡觀測到的,其實是一片巨大的塵埃雲。這片塵埃雲是從哪裡來的呢?是來自於兩顆行星的撞擊。

撞擊過程回顧

天體之間的撞擊我們很熟悉了,經常會聽說,比如1994年的彗木相撞,以及太陽系早期的大轟炸時期。這種事不是太陽系獨有的,在北落師門周圍也有發生。當時,兩顆行星由於引力不穩定發生了撞擊,結果兩敗俱傷,都被炸成了尺寸只有1微米(人類頭髮直徑的1/50)的灰,彌散在宇宙空間。鑑於此前的觀測,他們推測應該是富含冰的岩石天體。而計算機的模擬數據告訴我們,這兩顆天體的直徑都在200公里左右。

而恰巧在兩顆行星相撞後不久,哈勃太空望遠鏡就對準了那個方向,發現了它們。經過了10年的時間,塵埃雲漸漸散開,於是就消失在人類的視野之中了。

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這個猜測聽起來還是挺合理的,除了上面對於它消失的解釋之外,還有一些可以作為旁證的理由,比如:

  1. 我們剛才說過,北落師門剛剛形成不到3億年,它和它的星系非常年輕。而早期的太陽系也很有可能經歷過大轟炸時期,也許北落師門真處於這個階段,所以天體之間的撞擊並不是什麼稀奇的事;
  2. 當初推測的“北落師門b”的位置大致相當於太陽系柯伊伯帶的位置,這裡天體眾多,碰撞概率也是有的;
  3. 在剛剛發現它的時候,它的異常亮度就讓科學家們感到詭異。但是,它距離宿主恆星有170億公里,怎麼可能反射如此多的光呢?因此,它的亮度和它的位置是互相矛盾的。但是,如果用塵埃雲來解釋這個亮度,就顯得非常合理了。

如此說來,這個說法確實還是非常有道理的。那麼,有很大的可能就是:當初哈勃望遠鏡確實是烏龍了。

塞翁失馬,焉知非福

不過,這個事實對於哈勃望遠鏡或者我們來說,未必就是一件壞事。亞利桑那大學圖森分校的András Gáspár表示:“這種碰撞是極其罕見的,能夠見證這一事件,對於我們來說也是一件大新聞。我們相信,我們是在正確的時間觀測到了正確的位置,才能與NASA的哈勃太空望遠鏡共同見證了這樣一個幾乎不可能發生的事件。”

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因此,這次判斷失誤非但不是壞消息,反而讓科學家們興奮不已。亞利桑那大學斯圖爾特天文臺的George Rieke也說:“北落師門星系是我們觀測系外恆星和行星系統如何演化的終極實驗室,我們確實有證據表明在其他系統中發生過這樣的碰撞,但在我們的太陽系中還沒有觀測到如此規模的碰撞,這是一顆行星毀滅另一顆行星的生動再現。”

而且,據他們的推測,這樣的天體碰撞事件在北落師門星系中,大概每20萬年才能上演一次。和超級月亮、火星大沖相比,這才是真正的萬年不遇事件。能夠恰好被人類觀測到,實在是我們的幸事。

對於天文學家來說,北落師門是絕佳的觀測對象之一。因為它還很年輕,很可能會經歷絕大部分太陽系曾經經歷過的事情。因此,看著它如何演化,或許就能知道我們的家園到底是怎麼發展的。時至今日,我們對於太陽系的形成過程還是以推測以及計算機模擬為主。不過,如果有北落師門為我們重演一遍,豈不美哉?

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另外,天文學家或許也需要再重新審視一下其他的系外行星。也許人類誤認的系外行星不止有北落師門b,還有其他的天體。宇宙那麼大,什麼事都有可能發生,沒準哪一天發現真的有一顆行星突然消失了也說不定呢……


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