北落师门β,被灰尘遮蔽的系外行星照样灰尘自己?


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06.gif 北落师门β,被灰尘遮蔽的系外行星照样灰尘自己? 第1张

北落师门β是“从未有过的星球”吗?天文学家们连续对这一天体及其周边天体的性子举行研究讨论,推测它可能不是行星,而是大规模碰撞发生的膨胀灰尘云。

(图源:美国国家航空局)

2006年,天文学家在25光年外发现了一颗行星,它围绕着明亮的南鱼座α星――恒星北落师门运行。但后续考察显示,情形并非云云简朴。

近期,亚利桑那大学的安德拉斯格帕斯拉和乔治・瑞克行使以前没有的科研和盘算机模拟手艺,在美国国家科学院揭晓看法,以为北落师门β基本不是行星――只是一个曾经的巨巨细行星撞击后形成的灰尘飞扬的遗骸。

(图解:一位艺术家创作的看法图,显示了猛烈的小行星碰撞可能导致我们所看到的北落师门b灰尘云;图源:美国国家航天局/欧洲航天局/科恩・梅瑟)

北落师门β之谜

自1993年以来,北落师门星系一直是人类举行系外行星搜索的目的。一方面是由于它的岁数相对于我们可观察的宇宙内其他天体而言很年轻――只有4.4亿岁。另一方面是由于它辐射的红外线比与它类似天体正常辐射要高得多。随着时间的推移,人们拍摄到了围绕北落师门恒星的“索伦之眼”――暖尘环更清晰的图像。这个薄薄的环示意着,伟大的引力星球会随着时间的推移逐渐形成其焦点结构。

但当加州大学伯克利分校的保罗・卡拉斯和他的同事们在2005年探寻到北落师门β的踪迹时,发现它并不是那些可疑的引力星球。哈勃太空望远镜的图像显示出一个距离恒星约115天文单元的移动可见光点。它距离恒星约即是柯伊伯带远处与太阳之间的距离。

光点移动证实它不是靠山星。不外,在之后的红外观察中,它消逝了。这解释它的质量很小。事实上,一些红外观察的准确度不足导致了它被忽略,以至于天文学家们最先嫌疑之前发现的可见光是否真的来自于行星。

卡拉斯说:“毫无疑问,北落师门β是哈勃太空望远镜有史以来最有趣的发现之一,也是系外行星科学史上最难探测的义务之一。”

(图解:克日一个国际研究小组行使阿塔卡马大型毫米波�u亚毫米波阵列(ALMA)拍摄到最详细的“北落师门”恒星系统,就像影戏《魔戒》里的“索伦之眼”。 “北落师门”围绕着一圈椭圆状灰尘云。)

研究旧观察效果,提出新的料想

天文学家们很如意识到,仅仅用通俗的行星散射其主星的光线的理论并不能注释这一征象。很快,他们提出了两种差其余假设。

这个天体是一个笼罩在灰尘中的小星球,或者甚至是一个最近降生了卫星系统的星球。

这个天体可能基本就不是一颗行星,只是最近一次天体猛烈碰撞发生的短暂的灰尘。

2013至2014年间,加斯帕尔和瑞克对第二种情形举行了修正,他们剖析了之前间哈勃望远镜拍摄到但并未对民众公然的图像,获取了总数到达7张的相关考察影像,这些是哈勃望远镜在2004至2014年时代捕捉的。他们跟踪了十年来这一天体的运行,发现它似乎正在逐渐脱离原有的运行系统,且轨迹因此而逐渐拉长。他们还发现,到2014年,这个天体已经淡出了人们的视线。

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(图解:左边是哈勃望远镜拍摄的北落师门星系的图像;明亮的恒星被一个掩星盘遮住了,这样就可以在没有恒星眩光的情形下看到系统的其余部门。右边是基于一个伟大的小行星碰撞历程中发生正在膨胀和消逝的灰尘云的模拟示意图。图源:美国航天局/欧洲航天局/亚利桑那大学A・加斯帕尔和G・瑞克)

加斯帕尔说:“观察到的情形和该物体行星模子并不完全相同。”因此,他和瑞克预测模拟这是两颗两颗直径都跨越200公里(125英里)的大型小行星发生了壮观的碰撞,当较大的碎片基本上维持原有的轨道运行时,恒星辐射的压力吹散了较小的灰尘粒子,使这个天体有向外扩散的外观。

总的来说,行星撞击行程灰尘云的假说比灰尘笼罩行星的料想更好地注释了这一天体的运行轨迹,但两者之间的差异很小。

运气,让天文学家观察到北落师门β

卡拉斯说:“安德拉斯・加斯帕尔有一个令人影象深刻的天体运动模子,模拟了两颗小行星碰撞会发生的情景。”但也必须熟悉到,这种情形的发生的概率很小,需要一些幸运的巧合。

“现在的天体运行系统中大部门的行星系统都是在4.4亿年前完成的,”加斯帕尔这样注释他们的行星碰撞假说,“半径跨越100公里的天体,纵然在对照年轻的星系中都对照罕有。”

“但若是这样的事宜很罕有,那么天文学家恰好捕捉到这一事宜发生的可能性有多大呢?”卡拉斯说,“可能行星碰撞、发生北落师门β灰尘云这一征象,每10万年只有10年会泛起。”事实上,加斯帕尔和瑞克盘算出,这一碰撞恰好发生在我们第一次考察到北落师门β前39天,卡拉斯说:“当我把哈勃太空望远镜瞄准北落师门时,我岂非不是天下上最幸运的天文学家吗?”

加斯帕尔认可:“概率太低,是在发现北落师门β后最初几年,行星碰撞发生灰尘云的假说仍不被主流科学家们认可的缘故原由之一。”只管云云,他以为灰尘云能注释所有观察到的效果,“有时刻你能幸运地考察到一个罕有的事宜。”

哈佛大学和史密森学会天体物理学中央的斯科特・肯扬说:“这个模子是可信的,能科学合理地注释我们观察到的效果。”他已往也提出过类似的想法,但他也认可,这个模子的确立需要运气的加持。

在有些情形下更容易发生猛烈的碰撞,好比,若是有一个伟大的行星吸引着这个巨环,也许它们会对柯伊伯带运行系统中的天体发生影响,增添其发生碰撞的可能。不外在没有更多数据支持的情形下,我们很难知道到底情形若何。

我们需要更多的数据

卡拉斯说:“灰尘云假说现在依赖于哈勃望远镜七年前的一次观察。我希望哈勃太空望远镜在2020-2021年重新观察北落师门,以验证灰尘云假说。”

(图解:老艺术家对有争议的系外行星北落师门β创作的看法图示,一个灰尘环围绕着这个星球。这颗行星仍然可能存在,只是它被灰尘所笼罩。图源:欧空局/哈勃,康梅瑟、卡萨达和克里斯滕森)

“我固然不会介意我们的模子被证实是错误的,”加斯帕尔说。就他而言,他以为灰尘云已经消逝许多,以至于哈勃望远镜观察不到了――但这并不意味着我们就不应该去实验观察它,由于纵然没有显示物体的图像也能提供应我们更多有用的信息。

同时,他还将行使设计在2021年发射的詹姆斯・韦伯太空望远镜对北落师门星系系统放射的红外线举行更深入的考察。他指出:“随着新的观察手艺手段的提升和更多相关数据资料的获得,科学也不停深入生长。”

BY: universe today

FY: 君归心

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     发布于 2021-11-13 00:00:29  回复
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