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Oct. 16 2023

業餘天文學家也許發現了兩個巨行星的碰撞現場

  • 業餘天文學家也許發現了兩個巨行星的碰撞現場。

    業餘天文學家也許發現了兩個巨行星的碰撞現場。

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研究人員可能首次探測到兩顆巨大行星發生大規模碰撞後的餘輝,這場碰撞的殘骸最終可能冷卻並形成一個全新的行星,如果這一觀察結果得到證實,將提供觀察新行星誕生的絕佳機會。

在2021年12月,天文學家們觀察到一顆與太陽相似的恆星開始閃爍,幾個月的時間內,這顆星的可見光波段持續發生變化,有時幾乎會消失,然後又恢復到先前的亮度。這顆恆星位於距離地球約1800光年的位置,被命名為ASASSN-21qj,這是由於它是由超新星全天自動巡天(ASASN-SN)發現而命名的,前面是超新星全天自動巡天的英文縮寫,破折號後方的數字則代表發現年份,英文兩碼則代表了月份、日期的大致區間。

通常來說,恆星變暗可以歸因於恆星和行星間物質的相互影響,但如果不是業餘天文學家亞圖.山尼歐(Arttu Sainio)的持續觀察,ASASSN-21qj可能只是增加了長列表觀測中的一例而已。山尼歐在社交媒體上指出,恆星的光變暗前約兩年半,從其位置發出的紅外光發射量增加了約4%。這引發了一個問題:這兩次觀測是否相關,如果是,ASASSN-21qj周圍到底又發生了什麼?

科學家提出這兩組觀測可以藉由兩顆行星之間的災難性碰撞來解釋,這種碰撞被認為在行星形成的最後階段很常見,它們決定了行星的最終大小、成分和熱態,並塑造了這些行星系統中物體的軌道。在我們的太陽系中,碰撞被認為導致了天王星的奇怪傾斜、水星的高密度以及地球的衛星-月球的存在。然而,直到現在,我們幾乎沒有直接證據表明這些巨大的碰撞在銀河系中發生。為了解釋這些觀測,需要看見在碰撞後的幾小時內釋放比從恆星中發出還要更多的能量,碰撞體的物質會被超加熱、熔化、蒸發甚至同時發生。ASASSN-21qj的紅外增亮是由美國航太總署(NASA)的廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,簡稱WISE)觀察到的,而WISE只大約每300天觀察一次這顆恆星,也因此可能錯過了碰撞的初始閃光。

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然而,碰撞後的合併將需要很長時間,也許是數百萬年,才能冷卻並收縮到我們可能認識的新行星。而當這個「碰撞後的行星體」體積最大時,它發出的光仍可能達到恆星發光的數個百分比,這樣的亮度可能產生我們觀察到的紅外增亮。碰撞還將拋射大量碎片到恆星周圍不同的軌道上,其中一部分碎片可能會被碰撞的衝擊氣體蒸發,後來凝結成微小的冰和岩石晶體雲,並隨著時間的推移,一些雜亂的物質雲經過ASASSN-21qj和地球之間,擋住了恆星可見光的一部分,造成了不規則的光變現象。

如果我們對這些事情的解釋是正確的,研究這個行星系統可以幫助我們瞭解行星形成的一個關鍵機制。最令人興奮的方面是,我們可以在未來幾十年內持續觀察這個行星系統的演化,測試我們的推論。未來的觀測,諸如使用NASA的韋伯望遠鏡,將確定碎片雲中顆粒的大小和組成,識別碰撞後行星體上層的化學成分,以及追蹤這個熾熱的碎片物質如何冷卻,我們甚至可能會看到新的衛星出現。這些觀測可以幫助我們瞭解巨大碰撞如何塑造行星系統,其研究論文發表於《自然》(Nature)期刊上。(編譯/許晉翊)

 

資料來源:The Conversation

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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