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艺术家构想的两颗系外行星碰撞场景。该碰撞发生在名为Gaia20ehk的恒星系统中，其发出的光曾被观测到。图像由安纳斯塔西奥斯察尼达基斯华盛顿大学提供。

一名研究生在查阅历史数据时发现了一个异常现象。 数据显示，距离地球约1.1万光年处发生了两颗系外行星的碰撞事件。 天文学家预计，未来十年内借助位于智利的薇拉鲁宾天文台，有望探测到约100起类似的行星碰撞事件。 这一发现意义重大，因为此次碰撞过程可能与形成地球月球的远古撞击事件相似；而月球对地球生命演化具有重要作用。

摄影：[NASA Hubble Space Telescope] / Unsplash

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在旧数据中发现两颗系外行星相撞的迹象

华盛顿大学的一名天文学研究生——阿纳斯塔西奥斯察尼达基斯——在查阅历史望远镜观测数据时，发现了一颗看似普通的恒星Gaia20ehk亮度出现剧烈闪烁。他与同事对此展开深入研究，确认这种闪烁源于大量炽热尘埃和岩石物质从恒星前方经过。他们推断，该现象很可能反映了一次灾难性的行星碰撞事件，发生地点距离地球约1.1万光年。

摄影：[NASA Hubble Space Telescope] / Unsplash

察尼达基斯在一份声明中表示：

这颗恒星的光度原本十分稳定。但此后出现了三次明显的亮度下降。随后，其亮度变化变得极为剧烈。必须强调的是，类似太阳这样的恒星通常不会表现出如此异常的光变行为。因此，当我们观测到这一现象时，立刻意识到：这究竟是怎么回事？ 令人惊叹的是，多台望远镜恰好在碰撞产生的光信号抵达地球的同时捕捉到了这一事件。目前，天文学界确认的行星尺度碰撞事件极为稀少，而此次事件在诸多特征上与地月系统形成时所经历的那场巨大撞击高度相似。 倘若未来能在银河系其他区域观测到更多类似的事件，将极大增进我们对地球及类地行星起源过程的理解。

这颗恒星的光度原本十分稳定。但后来出现了三次明显的亮度下降。紧接着，其亮度变化变得极为异常。需要特别强调的是，像太阳这样的恒星通常不会表现出如此剧烈的光变行为。因此，当我们观测到这一现象时，立刻意识到：这背后一定有特殊原因。

令人难以置信的是，多台望远镜恰好在碰撞产生的光抵达地球时捕捉到了这次撞击事件。迄今为止，有记录的行星尺度碰撞事件极为稀少，而与地月系统形成过程高度相似的撞击事件更是前所未有。

如果我们在银河系其他地方也能观测到类似的事件，将有助于我们深入了解地球的形成过程。

察尼达基斯与其合作者詹姆斯达文波特在《天体物理学杂志通讯》上发表了他们的研究成果。

早期行星系统中的混沌现象

恒星由旋转的气体和尘埃盘形成。此后，会留下一个由剩余物质组成的原行星盘。最初，这个盘中仅包含尘埃、气体、冰和岩石。但在数百万年的时间里，盘中的物质在引力作用下逐渐聚集，最终形成行星以及其他小天体，例如小行星和彗星。

早期恒星系统中，原行星盘内的环境可能极为混乱。行星之间可能发生碰撞并碎裂，剧烈的撞击甚至可能将行星抛出其所属的恒星系统。但经过足够长的时间后，新生的行星系统最终会演化至相对稳定的状态。

新形成的系外行星之间的碰撞很可能相当常见，但要捕捉到正在发生的碰撞却很困难。这是因为——就像阿纳斯塔西奥斯茨阿尼达基斯及其同事所探测到的情形一样——只有当环绕恒星运行的碰撞碎片恰好位于我们与恒星之间的视线方向上时，望远镜才能探测到恒星光线的闪烁。

恒星系统Gaia20ehk

星系Gaia20ehk距离地球约11000光年。它位于船尾座方向。它处于演化的稳定阶段，称为主序星阶段。这意味着这颗恒星正在核心稳定地将氢燃烧成氦。

Gaia20ehk位于该图像中心。插图框中显示了该天区的一小片区域，其中这颗恒星以橙色十字线标出。它距离地球约1.1万光年，方位靠近船尾座方向。图像由NASANSFNOIRLab华盛顿大学提供。

在可见光和红外波段观测

长期以来，通过地面望远镜观测，Gaia20ehk一直保持着稳定的亮度。但此后曾出现三次亮度下降现象。随后，该恒星的亮度变得不稳定。

达文波特建议他们用红外波段观测这颗恒星。结果令人惊叹。赞尼达基斯评论道：

红外光变曲线与可见光完全相反：当可见光开始闪烁并变暗时，红外光却急剧增强。这可能意味着遮挡恒星的物质温度很高——高到足以在红外波段发出辉光。

但2021年之前光变曲线中的暗淡现象是由什么引起的？赞尼达基斯表示：

这可能是由于两颗行星相互螺旋靠近所致。起初，它们经历了一系列掠过式碰撞，这类碰撞不会产生大量红外辐射；随后，它们发生了剧烈的最终碰撞，导致红外辐射急剧增强。

顶部的图显示了Gaia20ehk在可见光波段的亮度变化。其中出现了3次小幅变暗，随后在2021年出现了亮度的剧烈无序变化。与此同时，底部的图显示了同一时间段内该天体在红外波段的亮度变化。需要注意的是，当可见光波段亮度呈现剧烈无序变化时，红外波段亮度显著增强。图片源自Tzanidakis等人发表于《天体物理学杂志通讯》及华盛顿大学的研究成果。

类似的碰撞是否可能形成了我们的月球？

一些科学家认为，月球的形成可能源于一次类似的碰撞。他们提出，在约45亿年前，一个火星大小的天体撞击了地球，从这颗年轻的行星中抛射出大量物质，最终形成了月球。

Gaia20ehk的质量仅略大于太阳。此外，导致该恒星亮度波动的环绕物质距离恒星约一个天文单位。因此，该恒星系统中产生这些碎片的事件发生在距离恒星大约相当于太阳与地球之间距离的位置。

研究人员认为，这些炽热的碎片在该距离处最终可能冷却到足以形成类似地球与月球的系统。但要确定这一点，还需等待尘埃真正沉降下来，这一过程可能需要数百万年时间。

这是一次模拟，展示了月球可能的形成过程：一颗火星大小的天体在地球早期形成阶段撞击地球，溅射出大量物质，这些物质最终聚集形成了月球。模拟由美国国家航空航天局、达勒姆大学及雅各布凯格尔里斯合作完成。

寻找更多存在碰撞现象的系统

与此同时，薇拉C鲁宾天文台正持续对南天进行周期性巡天观测。一旦天空中出现变化——例如超新星爆发、新彗星出现、恒星亮度发生变化等，天文学家便希望及时收到警报，以便开展实时研究。

达文波特认为，鲁宾有可能在未来十年内发现多达100次碰撞事件。若果真如此，观测这些事件将有助于天文学家理解地球—月球这类系统的形成机制，进而为搜寻宜居系外行星提供参考。达文波特评论道：

导致地球与月球形成的事件究竟有多罕见？这一问题对天体生物学具有根本性意义。月球似乎是使地球成为宜居星球的关键因素之一：它能在一定程度上偏转或拦截部分小行星；它引发的海洋潮汐与大气环流，有助于全球范围内的化学物质与生命成分混合；它甚至可能对地球板块构造活动起到促进作用。 目前，我们尚不清楚这类巨型撞击事件及其后续演化过程在宇宙中发生的普遍程度。但若能观测到更多类似事件，我们便有望逐步揭示其真实的发生频率。

导致地球与月球形成的事件究竟有多罕见？这一问题对天体生物学具有根本性意义。月球似乎是使地球成为宜居星球的关键因素之一。它可能在一定程度上帮助地球偏转部分小行星撞击；它引发的海洋潮汐与大气环流，促进了全球范围内的化学与生物物质混合；此外，它或许还对驱动地球板块构造活动起到一定作用。

目前，我们尚不清楚这类动态发生的普遍程度。但随着观测到的此类碰撞事件增多，我们便能逐步了解其发生规律。

天文学家发现，一颗恒星发出的光之所以出现不规则闪烁，是由于两颗系外行星碰撞后产生的碎片所致。

一个正在演化的灾难性行星esimal碰撞候选体

华盛顿大学

鲁宾天文台启动实时警报系统

BY: Shireen Gonzaga

FY: AI

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