北落師門β是“從未有過的星球”嗎？天文學(xué)家們持續(xù)對(duì)這一天體及其周邊天體的性質(zhì)進(jìn)行研究討論，推測(cè)它可能不是行星，而是大規(guī)模碰撞產(chǎn)生的膨脹塵埃云。
（圖源：美國(guó)國(guó)家航空局）
2006年，天文學(xué)家在25光年外發(fā)現(xiàn)了一顆行星，它圍繞著明亮的南魚座α星——恒星北落師門運(yùn)行。但后續(xù)觀察顯示，情況并非如此簡(jiǎn)單。
近期，亞利桑那大學(xué)的安德拉斯格帕斯拉和喬治·瑞克利用以前沒有的科研和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院發(fā)表觀點(diǎn)，認(rèn)為北落師門β根本不是行星——只是一個(gè)曾經(jīng)的巨大小行星撞擊后形成的塵土飛揚(yáng)的遺骸。
（圖解：一位藝術(shù)家創(chuàng)作的概念圖，顯示了劇烈的小行星碰撞可能導(dǎo)致我們所看到的北落師門b塵埃云；圖源：美國(guó)國(guó)家航天局/歐洲航天局/科恩·梅瑟）
自1993年以來，北落師門星系一直是人類進(jìn)行系外行星搜索的目標(biāo)。一方面是因?yàn)樗哪挲g相對(duì)于我們可觀測(cè)的宇宙內(nèi)其他天體而言很年輕——只有4.4億歲。另一方面是因?yàn)樗椛涞募t外線比與它類似天體正常輻射要高得多。隨著時(shí)間的推移，人們拍攝到了圍繞北落師門恒星的“索倫之眼”——暖塵環(huán)更清晰的圖像。這個(gè)薄薄的環(huán)暗示著，巨大的引力星球會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸形成其核心結(jié)構(gòu)。
但當(dāng)加州大學(xué)伯克利分校的保羅·卡拉斯和他的同事們?cè)?005年探尋到北落師門β的蹤跡時(shí)，發(fā)現(xiàn)它并不是那些可疑的引力星球。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的圖像顯示出一個(gè)距離恒星約115天文單位的移動(dòng)可見光點(diǎn)。它距離恒星約等于柯伊伯帶遠(yuǎn)處與太陽之間的距離。
光點(diǎn)移動(dòng)證明它不是背景星。不過，在之后的紅外觀測(cè)中，它消失了。這表明它的質(zhì)量很小。事實(shí)上，一些紅外觀測(cè)的精確度不足導(dǎo)致了它被忽略，以至于天文學(xué)家們開始懷疑之前發(fā)現(xiàn)的可見光是否真的來自于行星。
卡拉斯說：“毫無疑問，北落師門β是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡有史以來最有趣的發(fā)現(xiàn)之一，也是系外行星科學(xué)史上最難探測(cè)的任務(wù)之一?！?/p>
（圖解：近日一個(gè)國(guó)際研究小組利用阿塔卡馬大型毫米波╱亞毫米波陣列(ALMA)拍攝到最詳細(xì)的“北落師門”恒星系統(tǒng)，就像電影《魔戒》里的“索倫之眼”?！氨甭鋷熼T”圍繞著一圈橢圓狀塵埃云。）
天文學(xué)家們很快意識(shí)到，僅僅用普通的行星散射其主星的光線的理論并不能解釋這一現(xiàn)象。很快，他們提出了兩種不同的假設(shè)。
這個(gè)天體是一個(gè)籠罩在塵埃中的小星球，或者甚至是一個(gè)最近誕生了衛(wèi)星系統(tǒng)的星球。
這個(gè)天體可能根本就不是一顆行星，只是最近一次天體劇烈碰撞產(chǎn)生的短暫的塵埃。
2013至2014年間，加斯帕爾和瑞克對(duì)第二種情況進(jìn)行了修正，他們分析了之前間哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到但并未對(duì)公眾公開的圖像，獲取了總數(shù)達(dá)到7張的相關(guān)觀察影像，這些是哈勃望遠(yuǎn)鏡在2004至2014年期間捕獲的。他們跟蹤了十年來這一天體的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)它似乎正在逐漸脫離原有的運(yùn)行系統(tǒng)，且軌跡因此而逐漸拉長(zhǎng)。他們還發(fā)現(xiàn)，到2014年，這個(gè)天體已經(jīng)淡出了人們的視線。
（圖解：左邊是哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的北落師門星系的圖像；明亮的恒星被一個(gè)掩星盤遮住了，這樣就可以在沒有恒星眩光的情況下看到系統(tǒng)的其余部分。右邊是基于一個(gè)巨大的小行星碰撞過程中產(chǎn)生正在膨脹和消失的塵埃云的模擬示意圖。圖源：美國(guó)航天局/歐洲航天局/亞利桑那大學(xué)A·加斯帕爾和G·瑞克）
加斯帕爾說：“觀測(cè)到的情況和該物體行星模型并不完全相同?！币虼?，他和瑞克猜測(cè)模擬這是兩顆兩顆直徑都超過200公里（125英里）的大型小行星發(fā)生了壯觀的碰撞，當(dāng)較大的碎片基本上維持原有的軌道運(yùn)行時(shí)，恒星輻射的壓力吹散了較小的塵埃粒子，使這個(gè)天體有向外擴(kuò)散的外觀。
總的來說，行星撞擊行程塵埃云的假說比塵?；\罩行星的猜想更好地解釋了這一天體的運(yùn)行軌跡，但兩者之間的差別很小。
卡拉斯說：“安德拉斯·加斯帕爾有一個(gè)令人記憶深刻的天體運(yùn)動(dòng)模型，模擬了兩顆小行星碰撞會(huì)發(fā)生的情景?！钡脖仨氄J(rèn)識(shí)到，這種情況的發(fā)生的概率很小，需要一些幸運(yùn)的巧合。
“目前的天體運(yùn)行系統(tǒng)中大部分的行星系統(tǒng)都是在4.4億年前完成的，”加斯帕爾這樣解釋他們的行星碰撞假說，“半徑超過100公里的天體，即使在比較年輕的星系中都比較罕見。”
“但如果這樣的事件很罕見，那么天文學(xué)家剛好捕捉到這一事件發(fā)生的可能性有多大呢？”卡拉斯說，“可能行星碰撞、產(chǎn)生北落師門β塵埃云這一現(xiàn)象，每10萬年只有10年會(huì)出現(xiàn)?！笔聦?shí)上，加斯帕爾和瑞克計(jì)算出，這一碰撞剛好發(fā)生在我們第一次觀察到北落師門β前39天，卡拉斯說：“當(dāng)我把哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)北落師門時(shí)，我難道不是世界上最幸運(yùn)的天文學(xué)家嗎？”
加斯帕爾承認(rèn)：“概率太低，是在發(fā)現(xiàn)北落師門β后最初幾年，行星碰撞產(chǎn)生塵埃云的假說仍不被主流科學(xué)家們承認(rèn)的原因之一?！北M管如此，他認(rèn)為塵埃云能解釋所有觀測(cè)到的結(jié)果，“有時(shí)候你能幸運(yùn)地觀察到一個(gè)罕見的事件?！?/p>
哈佛大學(xué)和史密森學(xué)會(huì)天體物理學(xué)中心的斯科特·肯揚(yáng)說：“這個(gè)模型是可信的，能科學(xué)合理地解釋我們觀測(cè)到的結(jié)果?！彼^去也提出過類似的想法，但他也承認(rèn)，這個(gè)模型的成立需要運(yùn)氣的加持。
在有些情況下更容易發(fā)生劇烈的碰撞，比如，如果有一個(gè)巨大的行星吸引著這個(gè)巨環(huán)，也許它們會(huì)對(duì)柯伊伯帶運(yùn)行系統(tǒng)中的天體產(chǎn)生影響，增加其發(fā)生碰撞的可能。不過在沒有更多數(shù)據(jù)支撐的情況下，我們很難知道到底情況如何。
卡拉斯說：“塵埃云假說現(xiàn)在依賴于哈勃望遠(yuǎn)鏡七年前的一次觀測(cè)。我希望哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在2020-2021年重新觀測(cè)北落師門，以驗(yàn)證塵埃云假說?！?/p>
（圖解：老藝術(shù)家對(duì)有爭(zhēng)議的系外行星北落師門β創(chuàng)作的概念圖示，一個(gè)塵埃環(huán)環(huán)繞著這個(gè)星球。這顆行星仍然可能存在，只是它被塵埃所籠罩。圖源：歐空局/哈勃，康梅瑟、卡薩達(dá)和克里斯滕森）
“我當(dāng)然不會(huì)介意我們的模型被證明是錯(cuò)誤的，”加斯帕爾說。就他而言，他認(rèn)為塵埃云已經(jīng)消散很多，以至于哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)不到了——但這并不意味著我們就不應(yīng)該去嘗試觀測(cè)它，因?yàn)榧词箾]有顯示物體的圖像也能提供給我們更多有用的信息。
同時(shí)，他還將利用計(jì)劃在2021年發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)北落師門星系系統(tǒng)放射的紅外線進(jìn)行更深入的觀察。他指出：“隨著新的觀測(cè)技術(shù)手段的提升和更多相關(guān)數(shù)據(jù)資料的獲得，科學(xué)也不斷深入發(fā)展?！?/p>
BY: universe today
FY: 君歸心
如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除
轉(zhuǎn)載還請(qǐng)取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處
選文：天文志愿文章組- Pluto Jupiter
翻譯：天文志愿文章組-君歸心
審核：天文志愿文章組-
終審：天文志愿文章組-零度星系
排版：天文志愿文章組-零度星系
美觀：天文志愿文章組-
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
原文來自：（https://skyandtelescope.org/astronomy-news/enshrouded-exoplanet-or-puff-of-dust-the-nature-of-fomalhaut-b/）
百度百科-北落師門：
（https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%97%E8%90%BD%E5%B8%88%E9%97%A8/66009?fr=aladdin）
3.科技工作者之家——北落師門“僵尸行星”謀殺案：（https://www.scimall.org.cn/article/detail?id=1488335）
本文由天文志愿文章組-君歸心翻譯自文章作者universe today的作品，如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除。
注意：所有信息數(shù)據(jù)龐大，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，還請(qǐng)各位讀者海涵以及歡迎斧正。
結(jié)束，感謝您的閱讀與關(guān)注
全文排版：天文在線（零度星系）
轉(zhuǎn)載請(qǐng)取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處
浩瀚宇宙無限寬廣 穹蒼之美盡收眼底
聯(lián)系客服
