系外行星碰撞可能剝離岩石行星的大氣層


天文學家認為像形成地月系統的災難性撞擊,在年輕的或仍在形成的太陽系中很常發生,但卻很難在正發生時看到它。而現在麻省理工學院、愛爾蘭國立大學戈爾韋分校(National University of Ireland Galway)、劍橋大學和其它機構的天文學家,在距離地球九十五光年的年輕系統中發現了這種碰撞的證據,這是一顆地球大小的系外類地行星與一個較小天體之間的碰撞,小天體炸掉了大行星大部分的大氣。天文學家第一次探測到在一次巨大的撞擊中剝離原行星的大氣層,以往一直苦無證據,而此次的觀測能讓我們對這樣的動態有更多了解。

我們在這顆擁有二千三百萬年歷史的年輕恆星HD 172555周圍,觀察到不尋常的氣體和塵埃,以及異常數量的二氧化矽和固體一氧化矽,以往都會被解釋為超高速撞擊的結果,因此研究團隊決定仔細觀察恆星周圍的一氧化碳,一氧化碳在碎片盤中的氣體通常是最亮的,因此最容易找到。他們發現有相當多的一氧化碳約在十個天文單位內異常近的距離繞著恆星運行,但在這個範圍內,氣體應該很快被恆星輻射分解。因此得出最好的解釋是至少在二百萬年前(最近且足夠一氧化碳來不及分解的時間),一顆地球大小的岩石行星被一個較小的物體以每秒十公里的速度撞擊。而此次撞擊非常劇烈,以至於它吹掉了這顆岩石行星一部分大氣層。研究人員說這是唯一能夠解釋所有數據特徵的情況,在這個時代的系統中,我們預計會有巨大的撞擊,而且這樣巨大的撞擊也真的很常見。在時間尺度、年齡、形態和組成都是確定的情況下,能夠在這個系統中產生一氧化碳的唯一合理過程就是歷經一次巨大的撞擊。

【圖:美國麻省理工學院;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年10月20日出版的《自然》期刊 標題是:Carbon monoxide gas produced by a giant impact in the inner region of a young system

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