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怪了,哈勃望远镜观测的一颗系外行星,莫名其妙消失了!

 姿势分子_ 2021-03-22

转眼间,哈勃太空望远镜已经升空30周年了。在这30年里,它带我们见过最古老的宇宙、见过最遥远的星系、见过最暴力的星体碰撞、见过最震撼的星云。可以说,哈勃望远镜为了人类的天文事业立下了赫赫战功。

不过,老虎也有打盹的时候,哈勃望远镜也有过错误观测的经历。最近,科学家们就发现了一次哈勃的观测误差。事情还要从12年前说起。

北落师门b

2008年,哈勃太空望远镜在南鱼座距离地球25.13光年处,发现了一颗系外行星,它围绕着一颗叫做北落师门的恒星公转。

这个名字听起来就那么古典,一听就是古代文人起的名字。它在西方的名称,叫做Fomalhaut,是地球夜空中亮度排名18的亮星。北落师门属于A型主序星,直径是太阳的1.84倍,质量为1.9倍,年龄只有2-3亿年,是一颗非常年轻的恒星。

2008年,NASA公布了一张哈勃望远镜对北落师门拍摄的照片。这张照片当时轰动一时,也是哈勃望远镜拍摄过的经典照片之一。由于形状很像电影《指环王》里的索伦之眼,所以这张照片也得到了这个绰号。

(哈勃望远镜经典照片:索伦之眼,正中心的就是北落师门)

这张照片的发布,引起了Paul Kalas和James Graham等人的注意。在2004年和2006年的时候,他们就曾经对北落师门进行过观测,观测结果和NASA公布的这张照片吻合度极高。由此他们确定了自己当初的猜测:这是一颗系外行星。因此,他们将这颗行星命名为北落师门b(Fomalhaut b)。

据推测,这颗行星应该是一颗气体巨星,质量最大可能有木星的3倍,不过普遍认为它略比木星轻一点。它的公转轨道非常大,它与北落师门的距离可能达到了170亿公里,比太阳系的阋神星还远20%,超过了冥王星轨道的两倍。

可是,正当科学家想继续研究它的时候,它竟然消失了……

剧情反转

从2014年开始,天文学家就再也没有观测到过这颗“行星”,距离人类第一次看到它,正好10年。最初观测到它的时候,它的移动速度非常快,如今却完全消失了。

上一次看到一颗行星消失在某个恒星系,大概还是在电影《流浪地球》里……

对于北落师门b 的消失,科学家们提出了不同的看法。4月20日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)上提出了一个说法:这颗所谓的系外行星,其实本来就不是行星!

他们认为,当初哈勃望远镜观测到的,其实是一片巨大的尘埃云。这片尘埃云是从哪里来的呢?是来自于两颗行星的撞击。

撞击过程回顾

天体之间的撞击我们很熟悉了,经常会听说,比如1994年的彗木相撞,以及太阳系早期的大轰炸时期。这种事不是太阳系独有的,在北落师门周围也有发生。当时,两颗行星由于引力不稳定发生了撞击,结果两败俱伤,都被炸成了尺寸只有1微米(人类头发直径的1/50)的灰,弥散在宇宙空间。鉴于此前的观测,他们推测应该是富含冰的岩石天体。而计算机的模拟数据告诉我们,这两颗天体的直径都在200公里左右。

而恰巧在两颗行星相撞后不久,哈勃太空望远镜就对准了那个方向,发现了它们。经过了10年的时间,尘埃云渐渐散开,于是就消失在人类的视野之中了。

这个猜测听起来还是挺合理的,除了上面对于它消失的解释之外,还有一些可以作为旁证的理由,比如:

  1. 我们刚才说过,北落师门刚刚形成不到3亿年,它和它的星系非常年轻。而早期的太阳系也很有可能经历过大轰炸时期,也许北落师门真处于这个阶段,所以天体之间的撞击并不是什么稀奇的事;

  2. 当初推测的“北落师门b”的位置大致相当于太阳系柯伊伯带的位置,这里天体众多,碰撞概率也是有的;

  3. 在刚刚发现它的时候,它的异常亮度就让科学家们感到诡异。但是,它距离宿主恒星有170亿公里,怎么可能反射如此多的光呢?因此,它的亮度和它的位置是互相矛盾的。但是,如果用尘埃云来解释这个亮度,就显得非常合理了。

如此说来,这个说法确实还是非常有道理的。那么,有很大的可能就是:当初哈勃望远镜确实是乌龙了。

塞翁失马,焉知非福

不过,这个事实对于哈勃望远镜或者我们来说,未必就是一件坏事。亚利桑那大学图森分校的András Gáspár表示:“这种碰撞是极其罕见的,能够见证这一事件,对于我们来说也是一件大新闻。我们相信,我们是在正确的时间观测到了正确的位置,才能与NASA的哈勃太空望远镜共同见证了这样一个几乎不可能发生的事件。”

因此,这次判断失误非但不是坏消息,反而让科学家们兴奋不已。亚利桑那大学斯图尔特天文台的George Rieke也说:“北落师门星系是我们观测系外恒星和行星系统如何演化的终极实验室,我们确实有证据表明在其他系统中发生过这样的碰撞,但在我们的太阳系中还没有观测到如此规模的碰撞,这是一颗行星毁灭另一颗行星的生动再现。”

而且,据他们的推测,这样的天体碰撞事件在北落师门星系中,大概每20万年才能上演一次。和超级月亮、火星大冲相比,这才是真正的万年不遇事件。能够恰好被人类观测到,实在是我们的幸事。

对于天文学家来说,北落师门是绝佳的观测对象之一。因为它还很年轻,很可能会经历绝大部分太阳系曾经经历过的事情。因此,看着它如何演化,或许就能知道我们的家园到底是怎么发展的。时至今日,我们对于太阳系的形成过程还是以推测以及计算机模拟为主。不过,如果有北落师门为我们重演一遍,岂不美哉?

另外,天文学家或许也需要再重新审视一下其他的系外行星。也许人类误认的系外行星不止有北落师门b,还有其他的天体。宇宙那么大,什么事都有可能发生,没准哪一天发现真的有一颗行星突然消失了也说不定呢……

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