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2025年12月21日 星期日

科学探索宇宙時空

哈伯望远镜首次拍到北落师门星系的碰撞与爆炸

茉莉

2025年12月19日

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哈伯望远镜首次拍到北落师门星系的碰撞与爆炸

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天文学家利用美国国家航空航天局(NASA)/欧洲航天局(ESA)的哈勃太空望远镜取得了一项历史性发现:首次直接观测到另一个行星系统中发生的灾难性碰撞。在研究附近明亮的恒星北落师门时,科学家探测到大量碎片云的突然出现——这是围绕该恒星运行的大型天体之间发生剧烈撞击的明确证据。

这些观测结果表明,北落师门系统正经历一个剧烈的动力学活动时期,类似于数十亿年前我们太阳系早期混乱的历史,当时行星和小天体频繁发生碰撞。

“这是我第一次在一个可以解释的系统中看到一个光点凭空出现,”加州大学伯克利分校的首席研究员保罗·卡拉斯说。“它此前并不存在于哈勃望远镜拍摄的图像中,这意味着我们很可能目睹了两颗大型天体发生剧烈碰撞后的景象。”

一颗拥有动荡过往的明亮恒星

北落师门距离地球仅25光年,是夜空中最明亮的恒星之一。它位于南鱼座,比太阳更大也更明亮,周围环绕着多条尘埃和碎片带——这些都是行星形成与毁灭过程中遗留下来的残骸。

2008年,天文学家宣布在北落师门周围发现了一颗疑似行星,被命名为北落师门b。由于它是最早在可见光波段被探测到的系外行星候选体之一,因此备受关注。然而,后续观测表明,北落师门b 很可能并非行星,而是由星子(行星的岩石构成单元)碰撞所产生的尘埃云。该天体如今被称为星周源1,或 CS1。

最近,科学家又取得了另一个意想不到的发现:在碎片盘附近的一个区域发现了第二个亮点。这个名为星周源2(CS2)的新天体,似乎是由另一次碰撞形成的、正在不断扩张的碎片云。

宇宙之谜

两个碎片云如此接近地出现,引发了研究人员的疑问。如果这些碰撞是随机发生的,那么碎片云理应出现在彼此无关的位置。然而,CS1 和 CS2 却异常接近,均位于北落师门外层碎片盘的内缘附近。

同样令人费解的是,这两次事件的发生时间间隔极短。此前的模型预测,如此规模的碰撞应当每10万年甚至更久才会发生一次。然而,天文学家却在短短20年内观测到了两次。

“如果你能够加速时间,观察这个系统的演化,你会发现那里到处都是碰撞,”卡拉斯说。

这一发现的重要意义

尽管碰撞是行星系统演化的基本组成部分,但直接观测到此类事件却极为罕见。剑桥大学的合著者马克·怀亚特(Mark Wyatt)表示,这些难得的观测结果使科学家能够估算碎片盘中天体的尺寸和数量。

形成 CS1 和 CS2 的碰撞天体直径估计约为30公里。研究人员还推断,可能有数亿颗类似的星子围绕北落师门运行,并不断发生相互作用和碰撞。

这些发现也为未来的太空观测任务敲响了警钟。像 CS1 和 CS2 这样的尘埃云在反射恒星光线时,外观可能与行星极为相似,从而导致误判。

“我们从 CS1 的研究中了解到,大型碎片云可以在数年时间里伪装成行星,”卡拉斯解释说。

哈勃与韦布望远镜将持续观测 CS2

在未来几年中,天文学家将继续利用哈勃太空望远镜监测 CS2,追踪其亮度、形态和运动的变化。由于 CS2 更靠近碎片带,它可能会与周围物质发生相互作用,并引发更多尘埃的扩散。

研究团队还计划使用詹姆斯·韦布太空望远镜对该系统进行观测。韦布望远镜的红外仪器将有助于揭示尘埃颗粒的大小、成分和结构,甚至可能探测到云层中的水冰。

哈勃望远镜与韦布望远镜的联合观测,为科学家提供了对北落师门系统强大而互补的观测视角。这些成果让我们得以一窥塑造行星系统的剧烈过程,也为理解我们太阳系在遥远过去的演化状态提供了重要线索。

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標籤: 望远镜 ,之謎, 宇宙之谜, 天文学,太空奇观

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