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两颗行星如此猛烈地撞在一起,以至于其中一颗失去了大气


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两颗行星如此猛烈地撞在一起,以至于其中一颗失去了大气


一颗恒星完成形成后 , 这个过程留下的旋转、翻滚的物质盘开始聚集在一起 , 形成行星的种子 。 然而 , 复杂的引力环境并不友好 , 这些天体在它们的系统内继续生长和迁移时会相互推挤和碰撞 。

现在 , 天文学家已经在距离地球95光年的年轻系统中发现了这种碰撞的证据 。 根据他们的分析 , 这颗拥有2300万年历史的年轻恒星HD 172555 周围不寻常的尘埃是行星撞击的结果 , 撞击如此猛烈 , 以至于其中一个天体的大气层被部分剥离了 。
“这是我们第一次探测到这种现象 , 即在一次巨大的撞击中剥离了原行星大气层 。 ”麻省理工学院的天文学家塔亚娜·施奈德曼(Tajana Schneiderman) 说 , “每个人都对观察巨大的影响感兴趣 , 因为我们希望它们很常见 , 但我们在很多系统中都没有证据 。 现在我们对这些动态有了更多的了解 。 ”

行星的形成过程是一个复杂的过程 , 我们必须将我们从我们自己完全形成的系统和我们在不同发展阶段所看到的银河系中的其他系统中所知道的东西拼凑在一起 。
当一颗恒星从分子云中的一团尘埃和气体中形成时 , 就会形成一个巨大的物质盘 , 供入正在生长的恒星中 。

这个物质圆盘经历了一个转变 , 可能在恒星甚至完成形成之前就开始了 , 因为它里面的斑块和碎片开始粘在一起 。 这些越来越大的团块碰撞并合并 , 最终获得足够的质量让一个分化的核心定居在中心 , 最终成为一颗行星 。
然而 , 并不是每个婴儿星球都能幸存下来 。 例如 , 我们认为一颗没有进入太阳系的火星大小的行星与地球相撞创造了月球 。

天文学家认为 , 大多数行星也不会在它们最终形成的地方形成; 相反 , 它们在别处形成并迁移到最终位置 。这些运动会引起额外的扰动 , 从而导致粉碎 。
因此 , 这些碰撞被认为是行星系统形成过程中相当普遍的现象 。 事实上 , 它们似乎在行星的生长方式以及该系统的最终架构中发挥着重要作用 。

HD172555 一直被认为有点古怪 。 围绕它旋转的尘埃具有不同寻常的成分和颗粒大小:异常数量的二氧化硅和固体一氧化硅 , 以及比平均水平小得多的尘埃颗粒 。
这以前被解释为超高速撞击的结果 , 因此施奈德曼和她的同事决定仔细观察恒星周围的一氧化碳 。
“当人们想要研究碎片盘中的气体时 , 一氧化碳通常是最亮的 , 因此最容易找到 , ”施奈德曼说 , “因此 , 我们再次查看了HD172555 的一氧化碳数据 , 因为它是一个有趣的系统 。 ”

他们发现有相当多的一氧化碳以10个天文单位的异常接近的距离绕着恒星运行 。 在这个距离上 , 气体应该已经被恒星辐射分解了 , 这意味着有必要做出解释 。
根据该团队的模型 , 最适合观测的是巨大的撞击 。 他们甚至能够缩小它发生的时间和方式 。 至少在200000年前——最近足够一氧化碳来不及分解——一颗地球大小的岩石行星被一个较小的物体以每秒10 公里(超过每小时 22000 英里)的速度撞击 。
这种撞击会非常剧烈 , 以至于它至少吹掉了这颗岩石行星的一部分大气层 。 这将解释一氧化碳和富含二氧化硅的灰尘 。

【两颗行星如此猛烈地撞在一起,以至于其中一颗失去了大气】“在所有场景中 , 它是唯一可以解释数据所有特征的场景 , ”施奈德曼说 , “在这个时代的系统中 , 我们预计会有巨大的撞击 , 而且我们预计巨大的撞击真的很常见 。 时间尺度确定 , 年龄确定 , 形态和成分约束确定 。 唯一合理的过程是在这种情况下可能在这个系统中产生一氧化碳是一个巨大的影响 。 ”
结果为我们提供了新的工具来确定何时发生了巨大的撞击 。 如果我们在恒星周围发现大量一氧化碳 , 这可能表明在行星系统的形成过程中情况变得混乱 。
然后我们可以研究这些气体和其他碎片 , 不仅是为了更多地了解这种碰撞的后果 , 而且是为了了解其他系统中的行星是由什么组成的 , 这是一种可以让我们更好地了解行星是如何诞生的宇宙奥秘 。


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