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Mar. 20 2022

NASA發現由天體碰撞產生的巨大塵埃雲

  • 描繪HD 166191年輕恆星周圍的塵埃碎片雲在近距離觀察時的樣子。圖片來源:NASA/JPL-Caltech

    描繪HD 166191年輕恆星周圍的塵埃碎片雲在近距離觀察時的樣子。圖片來源:NASA/JPL-Caltech

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天文學家使用NASA史匹哲太空望遠鏡觀測資料(已於2020年1月退役),看到一片塵埃雲短暫地阻擋了一顆名為HD 166191恆星的光線。這片塵埃雲可能來自於兩個小行星大小般的天體撞擊而產生。

HD 166191目前壽命約為1000萬年,是一顆年輕的晚期,屬於F型到早期G型恆星,位於人馬座,距離我們約329光年。恆星演化到這個階段,其形成時所遺留下的塵埃已聚集在一起,稱為微行星的天體。小行星是我們的太陽系形成時留下的行星碎片,而在其他的恆星周圍,這些物體可能是未來構成行星的原料,一旦充斥其間的氣體散去,這些小天體間的碰撞就會變得很常見。

史匹哲太空望遠鏡曾在形成岩石行星的年輕恆星周圍發現類似的碰撞證據。由亞利桑那大學所領導的研究團隊,在2015年至2019年期間使用史匹哲太空望遠鏡對該系統進行了一百多次的觀測,雖然這些物體太小又遠,無法用望遠鏡直接分辨,但其碰撞產生的大量灰塵,及原行星碰撞產生的碎片,則可以讓史匹哲紅外線探測到。

研究團隊看到了圍繞在HD 166191的塵埃雲凌日,這是迄今為止第一次發現此類凌日現象。在2018年年中,史匹哲看到HD 166191系統明顯變亮,這表示塵埃碎片增加了,與其同時結合地面望遠鏡觀測,研究團隊推斷出塵埃雲的大小和形狀。發現塵埃雲高度拉長,其最小估計面積是恆星的三倍。然而,史匹哲所偵測到的紅外光增亮表明只有一小部分雲從恆星前面經過,而這次事件的碎片,覆蓋了比恆星大數百倍的區域。要產生如此大的塵埃雲,主要碰撞中的物體至少要有矮行星的大小,如太陽系中的灶神星(一顆530公里寬的小行星)。最初的碰撞產生了足夠的能量和熱量使一些物質汽化,並引發了第一次碰撞的碎片與系統中其他小物體之間的連鎖反應,這很可能造成史匹哲所看到的大量灰塵。而在接下來的幾個月裡,巨大的塵埃雲規模變得愈大且透明,表示塵埃和其他碎片正迅速分散到整個年輕的恆星系統中,到了2019年,原從HD 166191前面經過的塵埃雲已不再可見,但該系統包含的塵埃是史匹哲發現該塵埃雲之前的兩倍。研究團隊表示,這些訊息將可以幫助科學家檢驗關於類地行星是如何形成和生長的理論。該研究成果發表於《The Astrophysical Journal》期刊上。

 

資料來源:NASA

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本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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