作者:麻省理工学院朱明华
信用:Pixabay/CC0公共领域
年轻的行星系统通常会经历极度的成长痛苦，因为婴儿身体碰撞融合形成逐渐变大的行星
在我们自己的太阳系中，地球和月球被认为是这种巨大撞击的产物
天文学家推测，这种小行星在早期系统中应该很常见，但在其他恒星周围很难观察到
现在，麻省理工学院、高威爱尔兰国立大学、剑桥大学和其他地方的天文学家已经发现了在距离地球仅95光年的附近恒星系统中发生巨大撞击的证据
这颗名为HD 172555的恒星大约有2300万年的历史，科学家怀疑它的尘埃带有最近一次碰撞的痕迹
麻省理工学院领导的团队观察到了恒星周围巨大撞击的进一步证据
他们确定，至少在20万年前，碰撞可能发生在一颗大约地球大小的地球行星和一个较小的撞击器之间，碰撞速度为每秒10公里，或超过每小时22000英里
至关重要的是，他们探测到的气体表明，这样的高速撞击很可能吹走了这颗更大行星的部分大气层——这一戏剧性事件将解释观测到的恒星周围的气体和尘埃
这些发现发表在今天的《自然》杂志上，代表了这类首次发现
“这是我们第一次探测到这种现象，在一次巨大的撞击中剥离的原行星大气，”主要作者Tajana Schneiderman说，他是麻省理工学院地球、大气和行星科学系的研究生
“每个人都对观察巨大的撞击感兴趣，因为我们预计它们会很常见，但我们在很多系统中都没有相关证据
现在我们对这些动态有了更多的了解
" 清晰的信号 恒星HD 172555一直是天文学家们感兴趣的对象，因为它的尘埃成分不同寻常
近年来的观测表明，这颗恒星的尘埃中含有大量不寻常的矿物质，其颗粒比天文学家对典型恒星碎片盘的预期要精细得多
施奈德曼说:“因为这两个因素，HD 172555一直被认为是这个怪异的系统。”
她和她的同事们想知道这种气体会揭示系统的影响历史
他们查看了智利阿塔卡马大型毫米阵列ALMA拍摄的数据，该阵列由66台射电望远镜组成，望远镜的间距可以调整，以提高或降低图像的分辨率
研究小组查阅了阿尔玛公共档案馆的数据，寻找附近恒星周围一氧化碳的迹象
施奈德曼说:“当人们想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。”
“因此，我们再次查看了HD 172555的一氧化碳数据，因为这是一个有趣的系统
" 事后 经过仔细的重新分析，研究小组能够探测到恒星周围的一氧化碳
当他们测量其丰度时，他们发现这种气体相当于金星大气中一氧化碳含量的20%
他们还观察到，这种气体以大约10个天文单位，也就是地球和太阳之间距离的10倍，在离恒星惊人的近的地方大量盘旋
施奈德曼说:“如此近距离的一氧化碳存在需要一些解释。”
这是因为一氧化碳通常容易受到光解离的影响，光解离是恒星光子分解并破坏分子的过程
在近距离，离恒星如此之近的地方，一氧化碳含量通常很少
因此，该小组测试了各种场景来解释这种气体丰富的近距离外观
他们很快排除了这种气体来自新形成的恒星碎片的情况，以及这种气体是由近距离的冰状小行星带产生的情况
他们还考虑了一种情况，即气体是由许多冰冷的彗星从遥远的小行星带(类似于我们自己的柯伊伯带)冲进来的
但是数据也不完全符合这种情况
研究小组考虑的最后一种情况是，气体是巨大撞击的残余物
施奈德曼说:“在所有场景中，这是唯一能解释数据所有特征的场景。”
“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会非常普遍
时标出来了，年龄出来了，形态和成分的限制也出来了
在这种情况下，唯一可能在这个系统中产生一氧化碳的过程是巨大的冲击
" 研究小组估计，这种气体是由至少20万年前发生的一次巨大撞击释放出来的——这次撞击足够近，以至于这颗恒星没有时间完全摧毁这种气体
根据气体的丰富程度，撞击可能是巨大的，涉及两颗原行星，大小可能与地球相当
撞击如此之大，以至于它很可能以研究小组今天观察到的气体形式吹走了一个星球的部分大气层
施奈德曼说:“现在有可能在这个系统之外开展未来的工作。”
“我们正在证明，如果你在一个与巨大撞击相一致的地方和形态中发现了一氧化碳，它为寻找巨大撞击和了解碎片在撞击后的行为提供了一条新的途径
"
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