文章簡介：天文學家推測北落師門b不是行星 可能是大規模碰撞産生的膨脹塵埃雲
北落師門b是否是一個從未存在的星球？天文學家們圍繞這個星球附近的星展開了持續的争論。
北落師門B是否是一個從未存在的星球？天文學家們圍繞這個星球附近的星展開了持續的争論。
現在，在以往未發表的觀測和計算機模拟的基礎上，亞利桑那大學的安德拉斯.加斯帕和喬治.裡克在美國國家科學院院報上闡明了理由：那裡沒有一顆行星，隻有一場規模巨大的小行星碰撞産生的殘骸。
藝術家的概念圖展示了可能形成我們看見的北落師門B的劇烈的小行星碰撞。
破解北落師門B
從1993年開始，北落師門星系就已經成為了系外行星研究的目标，某種程度上是因為——它十分的年輕，隻存在了4.4億年，但更多是因為它的輻射中的紅外光比預計中的一顆單獨的行星還要多。随着時間的推移，高分辨率的圖像顯示，一個類似索倫之眼的暖塵圈環繞着北落師門星。這個薄圈暗示了巨大的“護衛”星會随着時間的推移影響北落師門的結構。
但是，當加州大學伯克利分校的保羅.卡拉斯和同僚在2005年捕獲北落師門b時，結果不是可疑“牧羊人”的其中之一。相反的是，他們的哈勃太空望遠鏡掃描出來的影像展示了距離北落師門b 115個天文機關外的少量的可見光。如果它圍繞着太陽運轉，它應該在很遠的柯伊伯帶中。
少量的光移動，證明了它不是一顆背景恒星。但是在後續的紅外觀測中，它并沒有出現，可能是因為它的品質很小。事實上，一些紅外觀測将它的品質限制為一個小點呈現出來，天文學家們開始思考那些可見光是否來自一顆行星。
“北落師門b無疑是哈勃望遠鏡發現的最能引人探究的發現之一”，卡拉斯說：“當然，北落師門b也是系外行星科學史上最艱難的發現之一。”（為了補充曆史卡拉斯根據北落師門b的研究進行了個人解釋。）
在舊想法的基礎上，用新資料進行進一步探究。
文學家們很快意識到普通的行星，會散射其主恒星的光，但不能解釋他們看到的一切。是以，他們提出了兩個觀點。首先，這個物體可能是一個仍然隐蔽在塵埃中的小世界（或者也許它甚至産生于一個衛星系統。）。
或者，這個物體可能不是一個行星，隻是一個在最近劇烈的小行星碰撞瞬間産生的膨脹塵埃雲。
加斯帕和裡克根據他們先前未公布的，2013和2014年的哈勃望遠鏡影像，改變了後一個設想。2004年到2014年間，哈勃望遠鏡的觀測隻有七年的資料。在跨越數十年對這個物體的追蹤當中，加斯帕和裡克發現它的蹤迹移動出了星系，同時也進行了輕微地延長。同時在2014年他們也發現，這個物體逐漸消失在了可觀測範圍外。
左側是一張關于北落師門星系的哈勃望遠鏡圖像；這顆明星形成了一個遮掩區，使得剩餘的星系能夠被看見，不受炫光的影響。圖表右側模拟了一種産生于小行星碰撞期間的不斷膨脹和衰落的塵埃雲。
“觀測到的特征不能與與該天體的行星模型相一緻，”加斯帕說道。是以他和裡克模拟了一場直徑超過五百米的巨大的小行星之間的壯觀的碰撞。更大的碎片主要沿着它們的軌道，來自行星的輻射壓力将更小的塵埃微粒吹走，使物體具有延長的外觀。
總的來說，膨脹塵埃雲解釋的北落師門b運作軌道原因的設想，比塵埃籠罩的行星的設想要更合理，但是這兩個理論的差别很小。
一個幸運事件？
“安德拉斯.加斯帕有一個給人印象深刻的關于星子碰撞的現象的模型，”卡拉斯說。但棘手的問題是：這個解釋需要一點兒幸運的巧合。
“4.4億年的行星系中的組成物質都是基本形成的”，加斯帕解釋道。“比如我們假設的碰撞，像這樣半徑超過100千米的碰撞在年輕的星系中，實際上是非常罕見的。”
但是，如果這樣的事件非常的罕見，為什麼天文學家們能夠有機會捕捉到這一事件呢？“能夠産生一個北落師門b的星子碰撞，大約可能每10萬年發生一次，這樣産生的塵埃雲隻能被觀察到十年，”卡拉斯指出這一點。實際上，加斯帕和裡克推測，首次觀測僅僅隻在這場碰撞發生後的39天。“當我用哈勃太空望遠鏡發現北落師門的時候，我真的是世界上最幸運的天文學家嗎？”卡拉斯問道。
加斯帕承認：“這是在發現北落師門b早期，這個模型不一定會被推崇的其中一個原因。”然而，他認為，膨脹塵埃雲的設想解釋了所有的觀測結果，“有的時候你确實足夠幸運，并且觀測到了一個罕見的事件，”他補充道。
“這個模型看起來很合理，而且是對解釋觀測結果的一次合理嘗試，”斯科特.凱尼恩（哈佛&史密森，天文實體中心）說道，他在過去提供了一個小建議，盡管在過去他堅持認為這個新模型需要一點運氣。
一些事件可能使劇烈的行星碰撞變得更加常見。舉個例子，如果有一個巨大的行星吸引着巨大的圈，也許它們會産生和這個星系稍有不同的物質；柯伊伯帶更有可能形成。而且，沒有更多的資料，這很難準确的提出。
我們需要更多的資料
“膨脹塵埃雲的假說隻成立于哈勃望遠鏡七年的觀測成果上，”卡拉斯說，“我已經申請哈勃望遠鏡2020—2021的使用時間，重新觀測來驗證膨脹塵埃雲的假說。”
老藝術家描繪的有争議的北落師門b，展示了一個被塵埃環繞的小世界。這個被提出的可能堅持認為這個星球存在，但是被籠罩在塵埃裡。
“我當然不介意我們的模型被證明是錯誤的，”加斯帕說道。對他而言，雖然這個物質已經衰弱到不能被哈勃望遠鏡觀測到了，但是，這不意味着我們不應該去嘗試，即使圖像也沒有展示出這個物質仍然會提供有用的資訊。
與此同時，他會使用2021年發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡，去更深入的觀測這個星系的紅外輻射。“科學一直在發展，”他指出，“新的觀測和資料也随之被收集。”
BY: MONICA YOUNG
FY: 我想吃零食