天文学家通过Gaia-GIC-1恒星的异常闪烁,发现了11600光年外两颗幼年行星相撞的壮观景象,这为研究地月系统起源提供了珍贵线索。
一颗距离我们约11600光年、编号为Gaia-GIC-1的类日恒星,它的光芒像被风吹动的残烛一样突然剧烈摇摆。天文学家在深入分析后认为,这种诡异的行为只能用一件事来解释:两颗处于“婴儿期”的行星在它附近发生了猛烈相撞。
华盛顿大学的天文学家Anastasios Tzanidakis感叹,能实时捕捉到这种撞击简直不可思议。虽然人类历史上记录过几次行星碰撞,但没有任何一次像这次一样,与当年创造地球和月球的那场撞击如此相似。如果我们能捕捉到更多这样的瞬间,就能解开我们家园形成的奥秘。
在行星系统的形成初期,宇宙环境极其混乱。尘埃团块逐渐长成星子,它们在引力的驱使下横冲直撞。科学家相信,我们的太阳系当年也经历过这种“重度轰炸”阶段。最著名的一次莫过于一颗火星大小的天体撞击了年轻的地球,飞溅的碎片最终在轨道上凝结成了月球。
在茫茫银河中寻找这种证据非常困难。行星碰撞的规模相对较小且演化飞快,留下的尘埃云转瞬即逝。但幸好有了Gaia等大规模巡天计划,天文学家可以同时监测海量恒星的亮度、颜色和位置。Gaia-GIC-1的异常早在10年前就被记录了下来,但直到Anastasios Tzanidakis翻阅旧数据时才发现了不对劲。
这颗恒星的亮度原本非常平稳,但从2016年开始,它出现了3次明显的下降。到了2021年,情况变得彻底疯狂。Anastasios Tzanidakis强调,像太阳这样正值壮年的恒星通常不会表现得如此反复无常。
Gaia-GIC-1是一颗F型恒星,比太阳更大、更热,质量约为太阳的1.3倍。它正处于稳定的主序星阶段,也就是恒星的成年期,本该表现得非常沉稳,既不像红矮星那样脾气暴躁,也不会像步入暮年的参宿四那样剧烈波动。然而,它的亮度竟然一度下降了25%,这种模式前所未见。
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Gaia-GIC-1的一些疯狂行为
华盛顿大学的James Davenport提议换个波段观察。结果发现,当可见光开始变暗时,红外光却反常地激增。这意味着遮挡光线的物质不仅存在,而且非常烫,正在红外波段发光。研究人员建模后发现,这正是一团被加热到900开尔文的尘埃云,其质量约为矮行星谷神星的一半。
这种规模和热量与星子之间的碰撞完美吻合。两颗星子在最终坠落前可能经历了多次擦肩而过,最后才彻底撞碎。更令研究者兴奋的是,这场撞击发生的距离与恒星约为1个天文单位,这恰好是地球到太阳的距离。
James Davenport指出,创造地球和月球的那种碰撞在宇宙中到底有多罕见,是天体生物学的核心问题。月球对地球生命至关重要,它像盾牌一样抵挡小行星,制造潮汐,甚至驱动板块运动。目前我们还不知道这种动态过程是否普遍,但随着我们捕捉到更多类似的碰撞,答案终将浮出水面。这项研究目前已发表在《天体物理学杂志通讯》上。
本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。
