在遥远的恒星系统中两颗巨大的行星相撞并蒸发

    一颗行为奇怪的恒星是天文学家正在目睹两颗海王星大小的行星撞进彼此的第一个线索，创造一个有一天可能诞生一颗新的行星和卫星的甜甜圈。

By Jonathan OCallaghan

11 October 2023

Space

由行星碰撞产生的巨大发光甜甜圈的描画。Mark Garlick

    一个距离我们1800光年远的恒星系统可能一直是一个灾难性碰撞的场景，随两颗巨大的行星撞在了一起并被焚烧留下一个发光的热的甜甜圈。这是我们第一次已经随它发生了看到一个行星碰撞和它的后果。

    2021年，天文学家发现了一个奇怪的事件，其中一颗被标榜为ASASSN-21qj的太阳一样的恒星变暗了多达95%。当时荷兰莱顿大学的马修·肯沃西（Matthew Kenworthy）和他的同事观察这颗恒星的过去观测，他们发现了它在变暗前三年已经亮度中翻了一倍。

    他们认为，这种变亮和随后变暗的原因是两颗巨大的行星在一个爆炸事件中一起撞击，用一个由此产生的甜甜圈形的加热的尘埃和气体的盘代替行星，并多年后模糊着我们的这颗恒星的观望。

    肯沃西说，“我们经历了一整个系列的可能的想法，似乎拟合我们有的数据的是两颗冰巨星之间的一个碰撞。这是第一次看到这个”。 

    这两颗行星每颗会已经是地球质量的几十倍，可与海王星比较，并且在一个类似于木星围绕太阳运行的距离环绕这颗恒星。肯沃西说，随它们撞在一起它们会已经被粉碎化，完全还原成熔融的淤泥，留下一个巨大的大约是我们太阳七倍宽的二氧化硅蒸发的球。

    肯沃西说，近距离一个观察者会已经看到一个鲜红色的发光的碰撞，岩石和碎片从行星的固体核炸出。

    一个白热的残余物会已经在这个球的中心燃烧，最终形成一个环绕恒星的环形环，有一个灼热的约为700摄氏度的温度。这大约是像如果两颗行星是岩石一样的已经被预期的温度的一半，导致研究人员来推测这些行星富含水蒸气，使它们成为像海王星和天王星这样的冰巨行星。这些残骸最终可能会在几千年内凝结成一颗被多个卫星包围的新行星。

    这两颗行星如何相撞的是不清楚的。它们可能在碰撞进彼此之前在它们的轨道中已经被一颗经过的恒星或另一颗行星扰动，在一个瞬间释放相当于一颗小恒星燃烧了两年的能量。

    台湾中央研究院天文与天体物理研究所的乔纳森·马歇尔（Jonathan Marshall）说，我们有很好的行星碰撞确实发生的证据， 例如，月球被认为已经被在当一个火星大小的名叫赛亚的天体撞击进地球时创造。然而，马歇尔此前已经提出ASASSN-21qj的变暗是由于彗星在系统中分裂开而不是一个行星碰撞。马歇尔说，我们没有感觉有足够的质量来证明涉及了更多的小天体。

    德克萨斯州休斯顿莱斯大学的安德鲁·伊齐多罗（Andr Izidoro）说，在这个系统中一个巨大撞击的想法并不是在问题外，并指出超级地球和微型海王星对其他恒星是超级常见的，因此它们中的巨大撞击也应该是超级常见的。

    伊齐多罗说，然而，随一个恒星系统年老，这样的事件应该变得更不频繁。在太阳系中，人们认为这个动荡的时期在太阳诞生后大约1亿年结束了，但肯沃西和他的同事相信ASASSN-21qj是3亿岁老的。如果正确，它将表明巨大的撞击能在后来发生。

    对该系统的进一步观测，也许用詹姆斯韦伯太空望远镜可以告诉我们是否行星碰撞的想法是正确的。肯沃西说，“我的预测是在5到10年内，我们将开始看到来自系统的额外光从尘埃云反弹，  如果它不这样做，某些另外的事情正在发生”。 

    期刊参考：Nature DOI: 10.1038/s41586-023-06573-9

https://www.newscientist.com/article/2397089-two-giant-planets-collided-and-vaporised-in-a-distant-star-system/