超常的形成月球行星碰撞被发现在1850光年外

    这个宇宙虽然暴力的，但充满有跟随破坏事件的创造事件。1850光年之外，两种类型都正在展开。

STARTS WITH A BANG — OCTOBER 16, 2023

Ethan Siegel

 

在2021年中，一颗正常的、年轻的、太阳一样的恒星被看到来变暗：自发的、出乎意料的、壮观的。两年后，罪魁祸首已经被发现：源自一个2.5年前发生的行星碰撞的碎片云。Credit: Mark Garlick/University of Bristol

关键要点

    在2021年中，一颗位于1850光年外的恒星突然的变暗了，并且仍然非常暗一年多。

    后续观测表明了一个大质量的行星碰撞可能是负责的，创造一团膨胀的将整个恒星从观望笼罩的碎片云。

    随碎片安顿下来，不仅这颗恒星会重新浮现，而且一个有一个丰富月球系统的行星应该在之后发生，与形成了地月系统的碰撞诡异的相似。

    在整个宇宙中，月球能形成通常有三种方式。

就像用哈勃望远镜成像在一个复合马赛克中一样，冥王星一道有它的五个卫星。卡戎是它的最大，由于它们的亮度，一定在一个完全不同的滤光片中与冥王星一起成像。四颗更小的卫星用一个更大1000倍因素的普光时间环绕这个双星系统以便带它们出来。尼克斯和九头蛇于2005年被发现，克尔布罗斯于2011年被发现，斯提克斯于2012年被发现。这五颗卫星很可能经由一个早期碰撞形成，而不是要么原地要么一个引力捕获的结果。Credit: NASA, ESA, and M. Showalter (SETI Institute)

    1.）一个环行星盘能分裂成卫星，围绕巨型世界常见的。

围绕PDS 70c月球形成盘的广角（左）和特写（右）观望。在这个系统中两颗行星已经被发现，PDS 70c和PDS 70b，后者在这张图像中不可见的。它们已经在星周盘上随它们从星盘本身吞噬起物质雕刻了一个空腔，尺寸越来越大。在这个过程中，PDS 70c获得了它的环行星盘，这贡献到行星的生长，在那里卫星很可能正在形成的过程中，类似于木星的伽利略卫星的形成。Credit: ALMA

    2.）穿插的低质量天体引力上能被捕获。

海卫一的南极地形，由旅行者2号航天器拍摄并映射到一个适当形状和大小的椭球体。大约50个黑色羽流标志着被认为是低温火山的，这些黑暗的痕迹俗称“黑烟者”。海卫一是一个被捕获的柯伊伯带天体，有最肯定的已经清除海王星几乎所有的原始卫星，并且代表目前已知宇宙中最大的被捕获的卫星。Credit: NASA; PlanetUser/Wikimedia Commons

    3.）或者能发生巨大的碰撞，踢起凝聚成月球的碎片。

当两个大天体相撞时，就像它们很可能在原始地球和在早期太阳系中一个假定赛亚的火星大小的世界之间做了的一样，它们通常会因此形成一个更大的天体，但从碰撞踢起的碎片能京剧成一个或多个大卫星。这可能不仅是地球的案例，也是火星和冥王星及其月球系统的案例。Credit: NASA/JPL-Caltech

    第三种方式解释许多月球系统，包括地球的、火星的和甚至冥王星的。

不是我们今天看到的两颗卫星，而是被一个行星盘跟随的碰撞可能已经诞生了火星的三个卫星，今天在那里只有两个。想法是火星的从前最里面的卫星很久以前就被摧毁并落回到了火星。这个假设的火星的瞬态卫星在2016年的一篇论文中被提出，现在是火星卫星形成中的主要想法，帮助解释火星的两个半球之间地形的巨大差异。Credit: LabEx UnivEarthS | Université de Paris Diderot

    当一个大质量的行星碰撞发生时，一种弥漫的、叫合成体的吹膨胀的结构形成。

合成体将由来自更大质量行星/原行星和更小撞击者的汽化物质的一个混合物组成，撞击者将从小月亮的凝聚在它的内部形成一个或多个大卫星。这是一个一般的能够创造一个单一的有我们观察地球的月球来有多个卫星的物理和化学属性的大卫星的场景，就像那些围绕火星或冥王星发现的卫星一样，或围绕更高质量世界的更复杂的系统。Credit: S.J. Lock et al., J. Geophys. Research, 2018

    能有如此多碎片以致甚至母星的光能被阻挡。

当太空中的两个天体相撞时，无论是小行星、卫星、岩石行星或甚至巨型行星，将会产生一个大的阻挡光的碎片云。当该云相对一个外部观测者经过它的母星的前面时，该恒星将出现暗淡和变暗淡。

Credit: NASA/JPL-Caltech

    这些事件在年轻的恒星系统中应该是常见的，发射持久的红外余辉。

这张图像以红外光（用WISE太空望远镜拍摄）显示1572年一颗Ia型超新星的残骸：第谷的“恒星新星”。正如被甩的恒星物质能由于红外线中的热辉光数万年一样，行星碰撞的残余物能长时间继续在红外线中辉光，尽管在这个案例中可能只有几千年。Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA

    看起来像科学家刚刚见证了一个的创造一样：围绕一颗位于1850光年外的恒星。

这个仿真碰撞显示当海王星/微型海王星行星碰撞时会发生的，碎片、甩出物和一个造成之后中的合成体。尽管这些物质中的大部分最终将被延伸出去到后合并行星的轨道上，但它的大部分将仍然在一个在环行星合成体结构中，注定要形成小月亮，并最终围绕最终状态的行星一个新的月球系统。Credit: M. Kenworthy et al., Nature, 2023

    2021 年 12 月，一颗年轻、不显眼的恒星------2MASS J08152329-3859234------突然壮观的黯淡了。

而参宿四如图所示。由于对恒星本身内在的一个表面事件变暗然后重新变亮，其他恒星变暗的机制包括尘埃、碎片和其他阻挡光的现象，在围绕质量较低的年轻恒星系统中更为常见。Credit: ESO/M. Montargès et al.

    这不能被一个人类测到，而是由一个全天空超新星监测服务：ASAS-SN观测到。

全天空超新星监测服务是一个与拉斯坎布雷斯天文台合作建造的全天空超新星（和其他瞬态事件）搜索，并用现成的天文设备建造。这是我们今天有的自动检测恒星变亮或变暗事件的最佳方法之一，无论它们何时何地发生。Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

    查看档案中的数据，一个红外变亮------有波长依赖的幅度------ 发生在了约2.5年前。

在上排，显示位于1850光年外的主恒星的亮度。下面追溯回到变暗事件之前几年该系统的红外观测能被看到，支持该恒星系统的外部中两颗行星之间一个释放能量碰撞的概念。当碎片云阻挡母星的光时，变弱/变暗事件发生。Credit: M. Kenworthy et al., Nature, 2023

    就好像两颗海王星/微型海王星系外行星相撞一样，创造一个大质量的碎片云。

    它的红外余辉应该持续几个世纪。

一个合成体不仅由围绕一个联合行星核的吹肿环/碎片环组成，而且还上升到超过1000 K的温度，造成它发射实在量的它自身的红外辐射，取决于问题中系统的确切温度和温度曲线在红外光谱的不同部分有峰值。Credit: Sarah Stewart/UC Davis/NASA

    周期性的，云阻挡它的母星的光线。

恒星2MASS J08152329-3859234体验的变暗能被一个源自经过它的母星的前面位于距离恒星本身相当大的轨道距离的行星 - 行星碰撞造成的碎片云很好的建模。这与一个合成体是一致的：一个拟议的源自这种行星 - 行星碰撞的碎片云相对于我们的视线在恒星前方过境。Credit: M. Kenworthy et al., Nature, 2023

    在时间中，一个单一的有一个丰富月球系统的巨型世界将浮现。

艺术家的印象显示一个合成体：一个大质量行星碰撞的后果，创造一个吹胀的圆环一样碎片形状，持续了数千年。随合成体演化，一个带有小月亮和最终成熟的卫星的环行星盘将浮现。Credit: Baperookamo/Wikimedia Commons

    大多静音的星期一以图像、视觉效果和不超过200字讲述一个天文故事。

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/moon-forming-planet-collision/