距離地球1.16萬光年外的船尾座方向,天文學家發(fā)現(xiàn)了一次罕見的天文現(xiàn)象:兩顆行星發(fā)生了碰撞!不錯,是兩顆行星!
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巨型行星撞擊候選體Gaia-GIC-1。
相關成果2026年3月11日發(fā)表于《天體物理學雜志快報》。
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這是首個通過歐空局蓋亞衛(wèi)星瞬變警報系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的這類天體,為我們提供了罕見的、完整覆蓋撞擊前后演化的觀測樣本。
這場事件的中心是一顆年輕的F5型主序星,質量約為太陽的1.3倍,半徑約1.7倍太陽,距離地球約11600光年。
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對于處于穩(wěn)定期的主序星而言,它本應發(fā)出規(guī)律且平穩(wěn)的光,但過去十余年里,它的亮度變化徹底打破了天文學家的預期。
通過梳理蓋亞衛(wèi)星、WISE紅外衛(wèi)星、南北半球地面望遠鏡橫跨十余年的多波段數(shù)據(jù),研究團隊完整還原了事件的演化脈絡:
1、寧靜期(2014年前):恒星可見光亮度完全穩(wěn)定,符合主序星的平穩(wěn)發(fā)光特征,沒有任何異常波動。
2、前兆期(2014-2018年):恒星可見光出現(xiàn)了三次極規(guī)律的變暗事件——每次亮度下降0.4個星等,單次變暗持續(xù)約200天,事件間隔精準鎖定在380.5天。通過開普勒定律計算,這個周期對應的軌道半長軸約1.1天文單位,和地球到太陽的距離幾乎一致,恰好落在恒星的宜居帶內(nèi)。值得注意的是,同期紅外觀測沒有任何異常,說明此時的擋光物質還未產(chǎn)生大量熱輻射。
3、爆發(fā)與持續(xù)期(2019年至今):從2019年開始,恒星可見光行為徹底失控,整體亮度持續(xù)變暗,最暗時比平靜期暗2個星等以上,同時伴隨毫無規(guī)律的劇烈波動;但紅外波段卻呈現(xiàn)完全相反的趨勢,WISE衛(wèi)星與最新的SPHEREx衛(wèi)星數(shù)據(jù)均顯示,恒星紅外亮度大幅飆升,且這種“紅外超亮”狀態(tài)已持續(xù)超過4年,完全沒有消退跡象。
這種“可見光變暗、紅外變亮”的完美反相關,正是巨型行星撞擊最核心的識別特征。
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研究團隊給出的嚴謹結論是:所有觀測現(xiàn)象都指向兩顆大型巖質星子在宜居帶內(nèi)發(fā)生的災難性碰撞。
背后的物理邏輯非常清晰:劇烈撞擊將巖質天體炸得粉碎,產(chǎn)生了體量龐大、結構松散的塵埃云。
這些塵埃在軌道上擴散翻滾,不斷從恒星與地球之間穿過,吸收、散射恒星的可見光,直接導致了光學亮度的下降與不規(guī)則波動。
而撞擊釋放的巨大能量加上恒星的持續(xù)照射,將新鮮塵埃加熱到約900K(約627℃),高溫塵埃會在紅外波段釋放強烈的熱輻射,完美解釋了紅外亮度的逆勢暴漲。
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通過多波段數(shù)據(jù)擬合,團隊給出了精準的定量結果:這次撞擊產(chǎn)生的塵埃,最小橫截面積達0.13平方天文單位,保守估算的塵埃總質量約4×102?千克,相當于4顆土星衛(wèi)星土衛(wèi)二的質量。
要知道,這還只是可觀測的細小塵埃的質量,撞擊產(chǎn)生的更大巖質碎片、熔融物質的總質量要遠大于此,足以證明碰撞的兩個天體都是體量不小的原行星或大型星子。
為了保證結論的嚴謹性,團隊徹底排除了其他所有可能性:這不是恒星自身活動,穩(wěn)定主序星不會產(chǎn)生如此極端的持續(xù)變化,光譜觀測也未發(fā)現(xiàn)恒星活動或物質吸積的特征。
也不是彗星或小天體崩解,小天體碎片無法維持4年的紅外超量輻射,軌道參數(shù)也完全不符。
更不是恒星潮汐撕碎行星,巖質天體的潮汐瓦解極限離恒星極近,和觀測到的1.1天文單位軌道差了數(shù)百倍,完全不成立。
這個發(fā)現(xiàn)最珍貴的價值在于它提供了極其罕見的、覆蓋撞擊前兆到持續(xù)演化的完整樣本。
此前發(fā)現(xiàn)的少數(shù)同類候選體,大多在撞擊的劇烈變化發(fā)生后才被捕捉到,而Gaia-GIC-1的觀測數(shù)據(jù),為我們研究巨型撞擊的發(fā)生、演化全過程提供了獨一無二的素材。
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同時,撞擊發(fā)生在與日地距離相近的宜居帶內(nèi),對我們理解太陽系巖質行星的形成(包括地月系統(tǒng)的誕生)有著極強的參考意義。
目前,這場撞擊的余波仍在繼續(xù),塵埃云還在不斷演化。
研究團隊提出,后續(xù)將用詹姆斯·韋布空間望遠鏡開展高精度紅外觀測,進一步理清塵埃的化學成分與演化狀態(tài)。
而未來即將開啟巡天的維拉·魯賓天文臺,預計能在十年內(nèi)發(fā)現(xiàn)上百個這類撞擊事件,幫我們回答一個核心問題:地球這樣的宜居巖質行星,其誕生過程中必不可少的巨型撞擊,在銀河系中到底有多普遍?
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