在最近的哈勃观测中,系外行星显然消失了

天文学家认为这是我们太阳系之外的行星,现在看来已经消失了。尽管这是在科幻小说中发生的,例如超人的故乡K爆炸,但天文学家正在寻找一个合理的解释。

一种解释是,与其说是2004年首次拍摄的全尺寸行星物体,不如说是一个巨大的,不断膨胀的尘埃云,它是由围绕着明亮的附近恒星Fomalhaut的两个大型天体碰撞产生的。潜在的后续观察可能会证实这一非同寻常的结论。

图森市亚利桑那大学的安德拉斯·加斯帕尔(AndrásGáspár)说:“这些碰撞非常罕见,因此我们实际上看到了很多。” “我们相信我们在正确的时间在正确的位置见证了美国宇航局哈勃太空望远镜发生如此罕见的事件。”

“ Fomalhaut系统是我们关于系外行星和恒星系统如何进化的所有观点的最终测试实验室,”亚利桑那大学管家天文台的乔治·里克补充说。“我们确实有其他系统发生此类碰撞的证据,但是在我们的太阳系中却没有观察到如此严重的碰撞。这是行星相互毁灭的蓝图。”

该物体名为Fomalhaut b,是在2004年和2006年获得的数据的基础上于2008年首次宣布的。在几年的哈勃观测中清晰可见,表明该物体是一个移动的点。在此之前,系外行星的证据大部分是通过间接探测方法推断出来的,例如微妙的来回恒星摆动以及行星通过恒星前的阴影。

然而,与其他直接成像的系外行星不同,Fomalhaut b早期就产生了令人困扰的难题。该物体在可见光下异常明亮,但没有任何可检测到的红外热信号。天文学家推测,增加的亮度来自环绕行星的巨大壳或尘埃环,这可能与碰撞有关。Fomalhaut b的轨道也显得异常,可能非常古怪。

加斯帕尔说:“我们的研究分析了所有有关Fomalhaut的哈勃望远镜的档案数据,揭示了几个特征,这些特征共同描绘出行星大小的物体可能根本就不存在。”

研究小组强调,棺材上的最后一个钉子是在他们对2014年拍摄的哈勃影像进行的数据分析显示该物体消失后,令人难以置信的。他们说,更神秘的是,较早的图像显示出该物体会随着时间的推移而不断褪色。加斯帕尔说:“显然,Fomalhaut b正在做一个真正的行星不应该做的事情。”

解释是Fomalhaut b正在从将消散的尘埃云喷入太空的爆炸中缓慢扩展。考虑到所有可用数据,Gáspár和Rieke认为碰撞发生在2004年进行首次观测之前不久。现在,碎片云由大约1微米(人发直径的1/50)的尘埃颗粒组成,低于哈勃的检测极限。据估计,尘埃云到现在已经膨胀到比我们太阳周围的地球轨道更大的大小。

同样令人困惑的是,研究小组报告说,与行星所期望的一样,该物体更有可能在逃逸路径上而不是在椭圆轨道上。这是基于研究人员从较早的数据向轨迹图添加较晚的观测值的基础上。加斯帕尔说:“新近形成的巨大尘埃云将受到这样的轨迹影响,它们会受到来自中心恒星福马尔豪特的巨大辐射力的作用。” “我们的模型自然能够解释系统的所有独立可观察参数:其扩展率,衰落及其轨迹。”

由于Fomalhaut b目前位于环绕恒星的巨大冰冷碎片环之中,因此碰撞体很可能是冰和尘埃的混合物,就像太阳系外缘的柯伊伯带中存在的彗星一样。加斯帕尔(Gáspár)和里克(Rieke)估计,每个类似彗星的天体长约125英里(200公里)(大约是小行星维斯塔的一半)。

作者认为,他们的模型解释了Fomalhaut b的所有观察到的特征。在亚利桑那大学的计算机集群上完成的精密粉尘动力学建模表明,这种模型能够定量地拟合所有观测结果。根据作者的计算,距地球约25光年的Fomalhaut系统可能仅每20万年经历一次这些事件。

Gáspár和Rieke以及扩展小组的其他成员也将在其科学运作的第一年中,利用NASA即将推出的James Webb太空望远镜观察Fomalhaut系统。该团队将直接对系统内部的温暖区域进行成像,首次在空间上解决太阳系外行星系统难以捉摸的小行星带部分。该小组还将搜索绕Fomalhaut运转的真正行星,这些行星可能是在重力作用下雕刻了外盘。他们还将分析磁盘的化学成分。

在最近的哈勃观测中,系外行星显然消失了


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