罕见行星相撞现象揭示月球形成之谜
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2026-03-13 20:13:48
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## 天文学家指出,一颗遥远的类太阳恒星显示出行星间剧烈碰撞的迹象,这种事件可能类似于远古时期形成地球月球的那次巨大撞击。

2021年,两颗行星在恒星Gaia20ehk附近相撞的示意图。 (图片来源:AndyTzanidakis)

天文学家认为,他们观测到了太空中最为罕见的现象之一:围绕一颗遥远恒星运行的两颗行星发生碰撞。

此次碰撞发生在距离地球约11000光年处,围绕一颗类似太阳的恒星Gaia20ehk展开,该恒星位于船尾座(意为船的后甲板)附近。研究人员表示,这次撞击可能与数十亿年前形成地球和月球的巨大撞击事件相似,为科学家提供了难得的机会,以窥见天体如何形成。相关研究成果发表于《天体物理学杂志快报》。

令人难以置信的是,多台望远镜实时捕捉到了这次撞击事件。该研究主要作者、华盛顿大学天文学博士研究生阿纳斯塔西奥斯赞尼达基斯在一份声明中表示,目前已知的行星尺度碰撞事件极为罕见,而此次事件与形成地球和月球的原始撞击在诸多方面具有高度相似性。

前所未有的原行星碰撞在距离地球仅25光年的萨鲁恩之眼恒星系统中被观测到 这一奇特发现为行星形成过程提供了关键的缺失环节 首次观测到的超千新星双星爆炸现象令天文学家感到困惑

一颗恒星突然变得极不稳定

人们认为行星碰撞在年轻的恒星系统中较为常见,但很难被观测到。这些行星的轨道必须恰好经过其主恒星前方,使得碰撞产生的碎片遮挡部分星光,从而被望远镜在可见光和红外波段探测并测量。

赞纳迪克斯在整理望远镜数据时发现了第一个线索,包括美国国家航空航天局(NASA)的SPHEREx任务的观测数据。2016年,Gaia20ehk看起来像一颗普通的稳定恒星。但大约五年后,它的光突然下降了三次,随后情况迅速变得混乱。

大约在2021年前后,它的行为变得极其异常。茨阿尼达基斯说,我必须再三强调,像太阳这样的恒星根本不会出现这种现象。因此当我们观测到这颗恒星时,第一反应就是:‘咦?这是怎么回事?’

Gaia20ehk所表现出的独特变化——亮度短暂下降后随即陷入混乱——此前从未被观测到,令天文学家陷入困惑。

显示盖亚20ehk亮度发生剧烈变化的数据。上方图表展示了该恒星在可见光波段的亮度测量值(绿色和黄色圆点),可见三次小幅变暗,随后整体亮度出现更为混乱的下降趋势。下方图表展示了该恒星在红外波段的亮度测量值(粉色、黑色和蓝色圆点),可见随着可见光波段亮度下降,红外波段亮度显著上升。

首个线索来自可见光数据,显示有物体反复经过恒星前方,遮挡了部分星光。但仅凭可见光无法判断这一现象的成因:它可能只是漂浮的尘埃、恒星自身的爆发活动,抑或更为剧烈的过程,例如行星在超大质量黑洞强大引力作用下被撕裂。

为更深入地研究,团队分析了Gaia20ehk在红外波段的辐射。当该恒星的可见光亮度下降并变得不稳定时,其红外辐射却显著增强,表明尽管整个系统的可见光变暗,但其温度却在升高。

这可能意味着遮挡恒星的物质温度很高——高到足以在红外波段发出辉光。

小行星2024YR4撞击月球可能产生地球上可见的闪光 土星最大的卫星或许实际上是由两颗卫星合并而成,并可能促成了该行星标志性环系统的形成 黑洞与中子星的宇宙级碰撞事件,可能重塑我们对这类极端天体并合现象的认知

这一发现使研究团队认为,尽管极为罕见,但两颗行星之间的碰撞最有可能发生,因为两个行星体的撞击可将炽热的尘埃和岩石抛入轨道,从而与他们的观测结果相符。

研究人员推测,这些行星可能并非在某一瞬间发生碰撞。Gaia20ehk光变曲线中早期出现的三次变暗现象,可能标志着两颗天体在螺旋式靠近过程中发生的多次擦边相遇。

起初,它们经历了一系列擦撞事件,这类碰撞不会产生大量红外辐射。随后,它们发生了大规模的灾难性撞击,红外辐射强度显著增强。

安迪的独特研究工作利用数十年的数据,来发现那些缓慢发生的现象——即在长达十年的时间尺度上展开的天文学事件。该研究的主要作者、华盛顿大学天文学助理研究教授詹姆斯达文波特在声明中表示:目前很少有研究人员采用这种方式探索天文现象,因此各种新发现都可能由此产生。

靠近船尾座的Gaia20ehk图像。(图片来源:美国国家航空航天局美国国家科学基金会NOIR实验室)

该团队希望,维拉C鲁宾天文台强大的西蒙尼巡天望远镜可用于发现其他难以察觉的行星碰撞事件。达文波特估算,借助鲁宾天文台,天文学家未来十年内有望发现100起新的撞击事件。发现更多行星碰撞事件,有助于搜寻潜在的宜居世界——这类世界可能像地球一样拥有卫星,从而在抵御小行星撞击、调控潮汐等方面发挥重要作用,并具备其他有利于生命存续的条件。

除了极为罕见外,这一发现还有助于增进我们对月球形成所涉撞击类型的理解。天文学家指出,Gaia20ehk周围的碎片云距离其宿主恒星约一个天文单位,大致相当于地球与太阳之间的距离,正因如此,该事件在结构上与约45亿年前导致月球形成的巨大撞击事件相似。

如果这一对比成立,该系统将有助于研究人员进一步验证行星碰撞形成月球的理论。

形成地球与月球的事件究竟有多罕见?这一问题对天体生物学具有根本性意义,达文波特表示,目前,我们尚不清楚此类动力学过程在宇宙中发生的普遍程度。但若能观测到更多类似的碰撞事件,我们便有望逐步揭示其发生频率。

月球知识小测验:关于我们的最近邻近天体,你了解多少?

BY: Kenna Hughes-Castleberry

FY: AI

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