系外行星或膨胀尘埃云？来！一起揭开北落师门b的真面目！

文章简介：天文学家推测北落师门b不是行星 可能是大规模碰撞产生的膨胀尘埃云

北落师门b是否是一个从未存在的星球？天文学家们围绕这个星球附近的星展开了持续的争论。

北落师门B是否是一个从未存在的星球？天文学家们围绕这个星球附近的星展开了持续的争论。

现在，在以往未发表的观测和计算机模拟的基础上，亚利桑那大学的安德拉斯.加斯帕和乔治.里克在美国国家科学院院报上阐明了理由：那里没有一颗行星，只有一场规模巨大的小行星碰撞产生的残骸。

艺术家的概念图展示了可能形成我们看见的北落师门B的剧烈的小行星碰撞。

破解北落师门B

从1993年开始，北落师门星系就已经成为了系外行星研究的目标，某种程度上是因为——它十分的年轻，只存在了4.4亿年，但更多是因为它的辐射中的红外光比预计中的一颗单独的行星还要多。随着时间的推移，高分辨率的图像显示，一个类似索伦之眼的暖尘圈环绕着北落师门星。这个薄圈暗示了巨大的“护卫”星会随着时间的推移影响北落师门的结构。

但是，当加州大学伯克利分校的保罗.卡拉斯和同事在2005年捕获北落师门b时，结果不是可疑“牧羊人”的其中之一。相反的是，他们的哈勃太空望远镜扫描出来的影像展示了距离北落师门b 115个天文单位外的少量的可见光。如果它围绕着太阳运转，它应该在很远的柯伊伯带中。

少量的光移动，证明了它不是一颗背景恒星。但是在后续的红外观测中，它并没有出现，可能是因为它的质量很小。事实上，一些红外观测将它的质量限制为一个小点呈现出来，天文学家们开始思考那些可见光是否来自一颗行星。

“北落师门b无疑是哈勃望远镜发现的最能引人探究的发现之一”，卡拉斯说：“当然，北落师门b也是系外行星科学史上最艰难的发现之一。”（为了补充历史卡拉斯根据北落师门b的研究进行了个人解释。）

在旧想法的基础上，用新数据进行进一步探究。

文学家们很快意识到普通的行星，会散射其主恒星的光，但不能解释他们看到的一切。因此，他们提出了两个观点。首先，这个物体可能是一个仍然隐蔽在尘埃中的小世界（或者也许它甚至产生于一个卫星系统。）。

或者，这个物体可能不是一个行星，只是一个在最近剧烈的小行星碰撞瞬间产生的膨胀尘埃云。

加斯帕和里克根据他们先前未公布的，2013和2014年的哈勃望远镜影像，改变了后一个设想。2004年到2014年间，哈勃望远镜的观测只有七年的数据。在跨越数十年对这个物体的追踪当中，加斯帕和里克发现它的踪迹移动出了星系，同时也进行了轻微地延长。同时在2014年他们也发现，这个物体逐渐消失在了可观测范围外。

左侧是一张关于北落师门星系的哈勃望远镜图像；这颗明星形成了一个遮掩区，使得剩余的星系能够被看见，不受炫光的影响。图表右侧模拟了一种产生于小行星碰撞期间的不断膨胀和衰落的尘埃云。

“观测到的特征不能与与该天体的行星模型相一致，”加斯帕说道。所以他和里克模拟了一场直径超过五百米的巨大的小行星之间的壮观的碰撞。更大的碎片主要沿着它们的轨道，来自行星的辐射压力将更小的尘埃微粒吹走，使物体具有延长的外观。

总的来说，膨胀尘埃云解释的北落师门b运行轨道原因的设想，比尘埃笼罩的行星的设想要更合理，但是这两个理论的差别很小。

一个幸运事件？

“安德拉斯.加斯帕有一个给人印象深刻的关于星子碰撞的现象的模型，”卡拉斯说。但棘手的问题是：这个解释需要一点儿幸运的巧合。

“4.4亿年的行星系中的组成物质都是基本形成的”，加斯帕解释道。“比如我们假设的碰撞，像这样半径超过100千米的碰撞在年轻的星系中，实际上是非常罕见的。”

但是，如果这样的事件非常的罕见，为什么天文学家们能够有机会捕捉到这一事件呢？“能够产生一个北落师门b的星子碰撞，大约可能每10万年发生一次，这样产生的尘埃云只能被观察到十年，”卡拉斯指出这一点。实际上，加斯帕和里克推测，首次观测仅仅只在这场碰撞发生后的39天。“当我用哈勃太空望远镜发现北落师门的时候，我真的是世界上最幸运的天文学家吗？”卡拉斯问道。

加斯帕承认：“这是在发现北落师门b早期，这个模型不一定会被推崇的其中一个原因。”然而，他认为，膨胀尘埃云的设想解释了所有的观测结果，“有的时候你确实足够幸运，并且观测到了一个罕见的事件，”他补充道。

“这个模型看起来很合理，而且是对解释观测结果的一次合理尝试，”斯科特.凯尼恩（哈佛&史密森，天文物理中心）说道，他在过去提供了一个小建议，尽管在过去他坚持认为这个新模型需要一点运气。

一些事件可能使剧烈的行星碰撞变得更加常见。举个例子，如果有一个巨大的行星吸引着巨大的圈，也许它们会产生和这个星系稍有不同的物质；柯伊伯带更有可能形成。而且，没有更多的数据，这很难准确的提出。

我们需要更多的数据

“膨胀尘埃云的假说只成立于哈勃望远镜七年的观测成果上，”卡拉斯说，“我已经申请哈勃望远镜2020—2021的使用时间，重新观测来验证膨胀尘埃云的假说。”

老艺术家描绘的有争议的北落师门b，展示了一个被尘埃环绕的小世界。这个被提出的可能坚持认为这个星球存在，但是被笼罩在尘埃里。

“我当然不介意我们的模型被证明是错误的，”加斯帕说道。对他而言，虽然这个物质已经衰弱到不能被哈勃望远镜观测到了，但是，这不意味着我们不应该去尝试，即使图像也没有展示出这个物质仍然会提供有用的信息。

与此同时，他会使用2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜，去更深入的观测这个星系的红外辐射。“科学一直在发展，”他指出，“新的观测和数据也随之被收集。”

BY: MONICA YOUNG

FY: 我想吃零食