
论文主要作者安迪对他怀疑发生在2021年盖亚20ehk恒星周围的行星碰撞进行了渲染。图:安迪
安纳斯塔西奥斯(Andy)·特扎尼达斯(Anastasios Tzanidakis)在 2020 年的旧望远镜数据中偶然发现了一颗原本无聊却异常闪烁的恒星。
这颗名为 Gaia20ehk 的星星位于距离地球约 11,000 光年、位于 木星座(Puppis) 附近。它是一颗稳定的“主序”恒星,外形与我们的太阳相似,理论上应当发出恒定、可预测的光。却不料它开始剧烈闪烁。
“这颗星的光输出本来平稳,直到 2016 年出现三次亮度骤降。然后在 2021 年左右,它彻底失控。” 作为华盛顿大学天文学博士研究生的特扎尼达斯说。 “我想强调的是,像太阳这样的恒星不会出现这种情况。当我们看到这颗星时,简直想说,‘嗨,发生了什么?’”
闪烁的原因与星本身无关:大量岩石与尘埃——仿佛从天外飘来——在该系统环绕时,夹在遥远星与地球之间,局部地遮挡了抵达地球的光。所有碎片最可能的来源更为惊人:两颗行星的灾难性碰撞。
“令人难以置信的是,几台望远镜竟在实时捕捉到这次撞击。” 他补充道。 “已知的行星碰撞记录很少,且没有一场与导致地球与月球形成的撞击如此相似。如果我们能在银河系其它地方观测到类似事件,将会大大加深对我们世界形成的理解。”
对这颗星的分析2026年已发表在《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters)中。
行星形成的过程行星在新星周围通过重力把尘埃、气体、冰或岩石碎片聚集在一起并形成轨道。早期的太阳系极具混乱性——行星常常相撞、爆炸或被抛入外太空。通过这一过程,或许需要 1 亿年,像我们太阳系的系统会筛选出行星并最终达到平衡。
虽然此类碰撞可能相当普遍,但在遥远的太阳系观测到一次碰撞需要耐心与运气。行星轨道必须把它们直接置于我们与其恒星之间,以至于碎片遮挡住部分恒星光。随后产生的闪烁效应会持续数年。
“Andy 的独特工作利用数十年的数据寻找缓慢发生的事件——这些天文学故事在十年内展开。” 华盛顿大学天文学助理研究教授 James Davenport 说。 “并不是很多研究者采用这种方式寻找现象,这意味着各类发现都有可能被抢先。”
特扎尼达斯,研究的首席作者,长期研究恒星的极端变异。他在华盛顿大学先前识别出一个由双星与巨大尘云导致七年遮 eclipse 的系统。
Gaia20ehk 的谜样行为Gaia20ehk 的特殊波动——短暂的亮度骤降随后出现混乱——此前从未观测到。团队陷入困惑,直到 Davenport 建议使用另一台望远镜的数据观察红外光,而非可见光。
“红外光曲线与可见光完全相反。” 特扎尼达斯说。 “当可见光开始闪烁并变暗时,红外光出现激增,这可能意味着遮挡星光的物质非常热——热到在红外光中发光。”
行星之间的灾难性碰撞必然会产生足够的热量来解释红外辐射。更重要的是,合适的碰撞类型也能解释最初的光降。
“这可能是两颗行星螺旋靠近并不断相撞导致的。” 他补充说。 “起初,它们相互发生了一系列擦伤式撞击,产生的红外能量不多。随后,它们发生了大规模灾难性碰撞,红外辐射真正大幅增加。”
与地球-月球形成相似的线索还有迹象表明这次碰撞与 45 亿年前形成地球与月球的撞击相似。尘云以大约 1 天文单位的距离环绕 Gaia20ehk,正是太阳到地球的距离。在该距离,材料最终可能冷却下来,凝固成类似于我们地球-月球系统的东西。像特扎尼达斯与 Davenport 这样的科学家,只有等尘埃在系统中“沉淀”——字面意义上——才能确定。但这可能需要几年,甚至几百万年。
呼吁寻找更多碰撞与此同时,他们的发现呼吁寻找更多碰撞。美国国家科学基金会-能源部的 Vera C. Rubin 天文台的 Simonyi Survey Telescope 将在今年晚些时候启动 Legacy Survey of Space and Time,Davenport 的粗略估算显示 Rubin 未来 10 年内可能发现 100 起新撞击事件。这将有助于缩小寻找太阳系外宜居世界的范围。
“导致地球与月球形成的事件有多罕见?这是星际生物学的根本问题。” Davenport 说。 “月球似乎是让地球成为适宜生命的‘魔法配料’之一。它能屏蔽部分小行星、产生海潮与天气,让化学与生物学在全球范围内混合,甚至可能参与驱动构造板块活动。目前我们不知道这些动态多常见。但若能捕捉更多此类碰撞,我们将开始弄清楚。”
勇编撰自论文"Gaia-GIC-1: An Evolving Catastrophic Planetesimal Collision Candidate".The Astrophysical Journal Letters.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。