被撞沒的那顆“忒伊亞”也許不在太陽系，而在系外行星系統_風聞

原創：牧夫天文

文章來源：skyandtelescope

原作：Julie Freydlin

編譯：徐鵬暉

校譯：牧夫天文校對組

編排：王璞

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接：

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/sofia-observes-planetary-system-collision/

新的紅外觀測結果顯示有一個系外行星系統在數萬年前已經經歷了一次行星級碰撞過程。

近日，同温層紅外天文台(SOFIA)的觀測結果顯示，BD+20307行星系統中的塵埃可能來源於近期一次兩個行星級別天體之間的撞擊。該行星系統的中心天體是一對雙星，距離我們300光年。該成果已發表在《天體物理學期刊》上。

圖1

這是對於BD+20307可能發生過的行星級大碰撞事件的藝術描繪。十年前，科學家們觀測發現了一些温度較高的塵埃，它們可能來自於這次碰撞。這種碰撞的威力能和創造了月球的那次相當。現在，SOFIA發現塵埃的亮度增加了，這意味着塵埃可能被加熱了，或者數量上更多了。

圖片來源 NASA/SOFIA/Lynette Cook

BD+20307的兩顆恆星的年齡都有至少10億年了，所以行星系統裏剩下的碎片在經歷了很長時間之後應該已經冷卻下來了。但是在15年前，天文學家們用紅外波段對該行星系統進行成像時，他們發現塵埃的温度比預計的要高，這暗示着這裏曾經發生過碰撞。

早在2004年的時候，天文學家們就已經使用位於夏威夷莫納克亞山的凱克望遠鏡和北雙子望遠鏡觀測過，後來又用斯皮策太空望遠鏡進行了確認。斯皮策太空望遠鏡與地球保持同步運行，收集太空中的紅外數據。“温度較高的塵埃很容易在紅外波段成像，” 這項研究的PI，Alycia Weinberger向我們介紹説。

對於這些温度較高的塵埃的形成原因，最可能的一種解釋是：數萬年前，這個行星系統裏發生了一次兩個行星級別天體的碰撞事件，這次碰撞留下了大量的温暖塵埃和撞擊產生的碎片。而這些小一些的碎片繼續互相撞擊，最後留下來的只有大量的温暖塵埃。這個過程被稱為級聯碰撞，需要經過幾千年的時間才會形成最後的大量塵埃，而留下來的這些塵埃在紅外波段很容易被探測到。

現在，科學家們可以從SOFIA收集數據了。SOFIA是一個搭載在波音747上的紅外望遠鏡，它可以飛到地球的平流層進行觀測，故此得名。“我們這次觀測距離上次使用斯皮策望遠鏡的那次已經10年左右了，這次使用SOFIA的觀測結果顯示塵埃盤的亮度大概比上次高了10%左右，”論文主要作者Maggie Thompson介紹説。

亮度增強的原因還未查明，但研究者們已經提出了可能的解釋。Weinberger解釋説，一種可能是因為這些塵埃在向內漂移的過程中温度上升了。或者搞不好就是因為現在的塵埃數量比十年前更多了。

科學家們還沒有搞清楚到底是哪種機理導致了亮度增加。UCLA的Ben Zuckerman（未參與研究）因此註解説“我們看來還沒完全搞明白塵埃帶裏一些過程的細節，它們應該比較複雜。”

研究者們期待將來的數據能呈現出這個行星系統的演化狀態。“我們近期在SOFIA上對於長波段的觀測將有助於我們搞清楚為何在如此短的時間尺度裏這個塵埃帶的亮度會有如此大的變化，” Thompson説。

圖2 忒伊亞星動畫，形成於地球拉格朗日點L4，然後朝碰撞點移動。動畫僅顯示一年，所以地球看似不動。

圖片來源 Wikipedia

其實更為重要的是，我們對於這個行星系統的理解將影響到我們對於太陽系的理解。正如Christine Chen（未參與研究）指出的那樣，這個行星系統“也許正在經歷着與我們的太陽系早期巖質行星形成過程相類似的大碰撞。”我們也許正在見證另一個太陽系的誕生。

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                                                         2019年11月5日

『天文時刻』 牧夫出品

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忒伊亞球

圖片來源 Polandball Wiki