引言:本文基于2020年4月北落师门小行星体爆炸的模型论文，解释了最近北落师门b“恒星”的消失。一个可能的原因是北落师门b是爆炸产生的尘埃云。因为这个曾经被认为是恒星的物体，可以发出异常明亮的可见光，却无法探测到红外热特征。此外，其运行轨迹的粒子方向也遵循扩散型而不是一般的椭圆型。
插图:左边的彩色哈勃图像显示了一个巨大的冰碎片环，围绕着距离我们25光年的北落师门星。这颗恒星非常明亮，用一个黑色的掩星挡住了它的强光，这样就可以拍到尘埃环。2008年，天文学家看到了他们认为的第一张行星远离恒星的直接图像。然而到了2014年，这颗候选行星在哈勃的探测下消失了。最好的解释是，这个物体根本不是一个完整的行星，而是由两个直径约为125英里的小天体碰撞形成的膨胀尘埃团。右边的图表是基于对膨胀和后退的云的模拟。该云由非常细小的尘埃颗粒组成，目前估计其直径超过2亿英里。像这样的灾难估计每20万年就会发生一次。因此，哈勃在正确的时间看到了正确的地点，捕捉到了这个短暂的事件。(来源:美国宇航局)
现在你能看见，现在你看不见。
天文学家认为它是太阳系外的一颗行星，现在它似乎已经从视线中消失了。虽然这种情况在科幻小说中经常发生，比如超人的母星氪星爆炸，但在现实生活中，科学家们正在寻找合理的解释。 一种解释是，与其说它是一个完整的行星体(首次拍摄于2004年)，不如说它是一个巨大且不断膨胀的尘埃云。它产生于两个绕着附近明亮的北落师门星运行的大型天体的碰撞。后续的观察可能会证实这个不可思议的结论。“这些碰撞极其罕见，我们实际上可以看到碰撞，这是一件大事，”亚利桑那大学图森分校的安德拉斯·卡斯珀说。“我们相信，我们在正确的时间，在正确的地点，用美国宇航局的哈勃太空望远镜见证了这样一个不太可能的事件。”
“北落师门系统是验证我们关于系外行星和恒星系统如何演化的所有想法的最终测试实验室，”亚利桑那大学斯图尔特·杜尔天文台的乔治·里克补充说。“我们确实有证据表明在其他天体系统中存在这种碰撞，但在我们的太阳系中还没有观测到这种碰撞。这是行星如何相互毁灭的蓝图”。根据2004年和2006年拍摄的数据，这颗名为北落师门b的恒星于2008年首次发表。在哈勃数年的观测中，它作为一个移动的点清晰可见。在此之前，系外行星的证据大多是通过间接探测手段推断出来的，比如恒星细微的来回晃动，行星从恒星面前经过产生的阴影。
然而，与其他直接成像的系外行星不同，北落师门b长期以来一直受到问题的困扰。该天体在可见光下异常明亮，但没有可探测的红外热信号。天文学家推测，增加的亮度来自环绕行星的巨大外壳或尘埃环，这可能与碰撞有关。北落师门b的轨道也不寻常，可能非常偏心。
插图:福马尔哈特系统(来源:哈勃)
“我们的研究通过分析哈勃现有的关于北落师门的所有档案数据，揭示了它的几个特征，这些特征共同描绘了一幅画面，这个行星大小的物体可能根本不存在，”卡斯帕说。
该团队强调，很难相信2014年拍摄的哈勃图像的数据分析显示该天体已经消失。他们说，早期的图像显示，该物体正在随着时间的推移而消失，这增加了神秘感。“显然，北落师门b正在做一个真正的行星不应该做的事情，”卡斯帕说。
没错，北落师门b是从碰撞中慢慢膨胀出来的，把消散的尘埃云吹到了Tai 空。考虑到所有可用的数据，kasper和Rick认为碰撞发生在2004年第一次观测之前不久。到目前为止，由约1微米(约为人类头发直径的1/50)的尘埃颗粒组成的碎片云一直低于哈勃的探测极限。据估计，尘埃云现在已经扩大到比地球绕太阳的轨道还要大。
同样令人困惑的是，该团队报告称，该天体更有可能处于逃逸路径，而不是该行星预期的椭圆形轨道。这个猜想是基于研究人员将后期的观测结果加入到早期数据的轨迹图中。“诞生的大规模尘埃云经历了来自中央恒星北落师门的相当大的辐射力，将处于这样的轨迹，”卡斯帕说。“我们的模型可以自然地解释系统的所有独立可观测参数:它的膨胀率、消失和轨迹。”
因为北落师门b目前处于恒星周围一个巨大的冰碎片环中，碰撞体很可能是冰和尘埃的混合物，就像太阳系外缘柯伊伯带中的彗星一样。卡斯帕和里克估计，这些类彗星物体的直径约为125英里(200公里，约为小行星灶神星的一半大小)。
据作者介绍，他们的模型解释了北落师门b的所有观测特征，在亚利桑那大学的计算机集群上完成的复杂尘埃动力学建模表明，这个模型可以适用于所有的定量观测结果。根据作者的计算，距离地球约25光年的北落师门系统可能每20万年才会发生一次这样的事件。
插图:柯伊伯带(来源:PBS LearningMedia)
kasper Rick和扩展团队的其他成员也将使用美国宇航局即将推出的James Webb 空望远镜在第一年的科学运行中观察北落师门系统。该团队将直接对系统内部的温暖区域进行成像，并首次从空室分析一个太阳系外行星系统中无法解释的小行星带成分。该团队还将寻找绕北落师门运行的真正行星，这些行星可能会通过重力雕刻外层圆盘。他们还将分析光盘的化学成分。
他们的论文“新的哈勃数据和模型揭示了北落师门附近巨大的行星撞击”。将于2020年4月20日发表在《美国国家科学院院刊》上。
哈勃空望远镜是美国宇航局和欧空局(欧洲航天局)之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心负责管理这台望远镜。马里兰州巴尔的摩的空望远镜研究所(STScI)负责哈勃的科学操作。空望远镜研究所由位于华盛顿特区的美国国家航空航天局天文学研究大学协会管理。
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