被撞没的那颗“忒伊亚”也许不在太阳系，而在系外行星系统

来源：牧夫天文

文章来源：skyandtelescope

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https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/sofia-observes-planetary-system-collision/

新的红外观测结果显示有一个系外行星系统在数万年前已经经历了一次行星级碰撞过程。

近日，同温层红外天文台(SOFIA)的观测结果显示，BD+20307行星系统中的尘埃可能来源于近期一次两个行星级别天体之间的撞击。该行星系统的中心天体是一对双星，距离我们300光年。该成果已发表在《天体物理学期刊》上。

图1 这是对于BD+20307可能发生过的行星级大碰撞事件的艺术描绘。十年前，科学家们观测发现了一些温度较高的尘埃，它们可能来自于这次碰撞。这种碰撞的威力能和创造了月球的那次相当。现在，SOFIA发现尘埃的亮度增加了，这意味着尘埃可能被加热了，或者数量上更多了。

图片来源 NASA/SOFIA/Lynette Cook

BD+20307的两颗恒星的年龄都有至少10亿年了，所以行星系统里剩下的碎片在经历了很长时间之后应该已经冷却下来了。但是在15年前，天文学家们用红外波段对该行星系统进行成像时，他们发现尘埃的温度比预计的要高，这暗示着这里曾经发生过碰撞。

早在2004年的时候，天文学家们就已经使用位于夏威夷莫纳克亚山的凯克望远镜和北双子望远镜观测过，后来又用斯皮策太空望远镜进行了确认。斯皮策太空望远镜与地球保持同步运行，收集太空中的红外数据。“温度较高的尘埃很容易在红外波段成像，” 这项研究的PI，Alycia Weinberger向我们介绍说。

对于这些温度较高的尘埃的形成原因，最可能的一种解释是：数万年前，这个行星系统里发生了一次两个行星级别天体的碰撞事件，这次碰撞留下了大量的温暖尘埃和撞击产生的碎片。而这些小一些的碎片继续互相撞击，最后留下来的只有大量的温暖尘埃。这个过程被称为级联碰撞，需要经过几千年的时间才会形成最后的大量尘埃，而留下来的这些尘埃在红外波段很容易被探测到。

现在，科学家们可以从SOFIA收集数据了。SOFIA是一个搭载在波音747上的红外望远镜，它可以飞到地球的平流层进行观测，故此得名。“我们这次观测距离上次使用斯皮策望远镜的那次已经10年左右了，这次使用SOFIA的观测结果显示尘埃盘的亮度大概比上次高了10%左右，”论文主要作者Maggie Thompson介绍说。

亮度增强的原因还未查明，但研究者们已经提出了可能的解释。Weinberger解释说，一种可能是因为这些尘埃在向内漂移的过程中温度上升了。或者搞不好就是因为现在的尘埃数量比十年前更多了。

科学家们还没有搞清楚到底是哪种机理导致了亮度增加。UCLA的Ben Zuckerman（未参与研究）因此注解说“我们看来还没完全搞明白尘埃带里一些过程的细节，它们应该比较复杂。”

研究者们期待将来的数据能呈现出这个行星系统的演化状态。“我们近期在SOFIA上对于长波段的观测将有助于我们搞清楚为何在如此短的时间尺度里这个尘埃带的亮度会有如此大的变化，” Thompson说。

图2 忒伊亚星动画，形成于地球拉格朗日点L4，然后朝碰撞点移动。动画仅显示一年，所以地球看似不动。

图片来源 Wikipedia

其实更为重要的是，我们对于这个行星系统的理解将影响到我们对于太阳系的理解。正如Christine Chen（未参与研究）指出的那样，这个行星系统“也许正在经历着与我们的太阳系早期岩质行星形成过程相类似的大碰撞。”我们也许正在见证另一个太阳系的诞生。