時(shí)間：2025-12-10 00:19:19 來(lái)源：桑間濮上網(wǎng)

一次行星碰撞產(chǎn)生的巨大發(fā)光行星體的圖像。鳴謝:uux.cn/作者馬克·加爾利克
（神秘的恒到巨大行地球uux.cn）據(jù)對(duì)話(huà)（西蒙·洛克，馬修·肯沃西和佐伊·萊因哈特）：兩顆巨行星大規(guī)模碰撞的星系星余暉可能是第一次被探測(cè)到。碰撞的統(tǒng)中探測(cè)殘骸最終會(huì)冷卻并形成一個(gè)全新的星球。如果觀測(cè)得到證實(shí)，間爆這將提供一個(gè)驚人的發(fā)碰機(jī)會(huì)，實(shí)時(shí)觀察一個(gè)新世界的遙遠(yuǎn)已經(jīng)余輝誕生，并打開(kāi)一扇了解行星如何形成的恒到巨大行窗口。
2021年12月，星系星天文學(xué)家觀察一顆不起眼的統(tǒng)中探測(cè)類(lèi)日恒星時(shí)，發(fā)現(xiàn)它開(kāi)始閃爍。間爆幾個(gè)月來(lái)，發(fā)碰這顆恒星發(fā)出的遙遠(yuǎn)已經(jīng)余輝可見(jiàn)光(我們?nèi)庋勰芸吹降墓?持續(xù)變化。有時(shí)，恒到巨大行在恢復(fù)到以前的星系星亮度之前，它幾乎會(huì)消失。
這顆恒星距離地球大約1800光年，在ASASN-SN天文學(xué)調(diào)查首次觀察到該恒星變暗后，被命名為ASASSN-21qj。
像這樣看到星星變暗并不少見(jiàn)。這通常歸因于恒星和地球之間的物質(zhì)傳遞。如果不是業(yè)余天文學(xué)家Arttu Sainio，ASASSN-21qj可能已經(jīng)被添加到一個(gè)不斷增長(zhǎng)的類(lèi)似觀測(cè)列表中。Sainio在社交媒體上指出，在這顆恒星的光線(xiàn)被觀察到消退大約兩年半之前，來(lái)自其位置的紅外光發(fā)射量上升了大約4%。
在幾百攝氏度的相對(duì)高溫下，物體發(fā)出的紅外光最強(qiáng)。這就提出了一個(gè)問(wèn)題:這兩個(gè)觀察結(jié)果有關(guān)聯(lián)嗎？如果有，ASASSN-21qj周?chē)降装l(fā)生了什么？
行星災(zāi)變
在《自然》雜志上發(fā)表我們的發(fā)現(xiàn)后，我們提出兩組觀察結(jié)果都可以用兩顆行星之間的災(zāi)難性碰撞來(lái)解釋。眾所周知，巨大的撞擊被認(rèn)為是行星形成最后階段的常見(jiàn)現(xiàn)象。它們決定了行星的最終大小、組成和熱狀態(tài)，并塑造了這些行星系統(tǒng)中物體的軌道。
在我們的太陽(yáng)系中，巨大的撞擊被認(rèn)為是天王星奇怪傾斜、水星高密度和地球衛(wèi)星存在的原因。然而，直到現(xiàn)在，我們幾乎沒(méi)有銀河系中正在發(fā)生巨大撞擊的直接證據(jù)。
為了解釋這些觀察結(jié)果，碰撞需要在碰撞后的最初幾個(gè)小時(shí)釋放比恒星釋放更多的能量。來(lái)自碰撞物體的物質(zhì)將會(huì)過(guò)熱并熔化、蒸發(fā)或兩者兼而有之。
撞擊會(huì)形成一團(tuán)熾熱的發(fā)光物質(zhì)，比原始行星大幾百倍。美國(guó)宇航局的WISE太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了ASASSN-21qj的紅外增亮現(xiàn)象。WISE大約每300天才觀察一次這顆恒星，可能錯(cuò)過(guò)了撞擊產(chǎn)生的最初閃光。
然而，撞擊產(chǎn)生的膨脹的行星體將需要很長(zhǎng)時(shí)間，也許幾百萬(wàn)年，才能冷卻和收縮成我們可能認(rèn)為是新行星的東西。最初，當(dāng)這個(gè)“后撞擊體”處于最大程度時(shí)，它發(fā)出的光仍然可能高達(dá)恒星發(fā)射光的百分之幾。這樣一個(gè)天體可能會(huì)產(chǎn)生我們所看到的紅外線(xiàn)增亮現(xiàn)象。
撞擊還會(huì)將大量碎片噴入恒星周?chē)囊幌盗胁煌壍馈＿@些碎片中的一小部分會(huì)被撞擊的沖擊波蒸發(fā)，隨后凝結(jié)形成微小的冰云和水晶。隨著時(shí)間的推移，一些塊狀物質(zhì)云穿過(guò)ASASSN-21qj和地球之間，阻擋了恒星的一小部分可見(jiàn)光，產(chǎn)生了不穩(wěn)定的變暗。
如果我們對(duì)這些事件的解釋是正確的，研究這個(gè)恒星系統(tǒng)可以幫助我們理解行星形成的關(guān)鍵機(jī)制。即使從我們目前有限的觀察中，我們也了解到一些非常有趣的事情。
首先，為了釋放所觀察到的能量，撞擊后的物體一定是地球的幾百倍。為了創(chuàng)造一個(gè)這么大的天體，相撞的行星必須都是地球質(zhì)量的幾倍——可能與“冰巨人”行星天王星和海王星一樣大。
其次，我們估計(jì)撞擊后物體的溫度約為700攝氏度。由于溫度如此之低，碰撞物體不可能完全由巖石和金屬構(gòu)成。
冰巨人
至少有一顆行星的外圍區(qū)域一定含有低沸點(diǎn)的元素，比如水中的元素。因此，我們認(rèn)為我們看到了兩個(gè)富含冰的類(lèi)海王星世界之間的碰撞。
紅外光發(fā)射和碎片穿越恒星的觀測(cè)之間的延遲表明，碰撞發(fā)生在離恒星相當(dāng)遠(yuǎn)的地方——比地球離太陽(yáng)還遠(yuǎn)。這樣一個(gè)系統(tǒng)，其中有遠(yuǎn)離恒星的冰巨人，更類(lèi)似于我們的太陽(yáng)系，而不是天文學(xué)家經(jīng)常在其他恒星周?chē)^察到的許多緊密排列的行星系統(tǒng)。
最令人興奮的是，我們可以繼續(xù)觀察這個(gè)系統(tǒng)發(fā)展幾十年，并檢驗(yàn)我們的結(jié)論。未來(lái)的觀測(cè)，使用美國(guó)宇航局的JWST等望遠(yuǎn)鏡，將確定碎片云中粒子的大小和成分，確定撞擊后物體上層的化學(xué)成分，并跟蹤這些熾熱的碎片是如何冷卻下來(lái)的。我們甚至可以看到新月出現(xiàn)。
這些觀察可以為我們的理論提供信息，幫助我們理解巨大的撞擊是如何塑造行星系統(tǒng)的。到目前為止，我們僅有的例子是我們太陽(yáng)系中撞擊的回聲。我們現(xiàn)在可以實(shí)時(shí)觀察一顆新行星的誕生。

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