一場(chǎng)彗星雨正奔向一顆遙遠(yuǎn)的年輕恒星,，讓天文學(xué)家對(duì)數(shù)十億年前塑造我們太陽(yáng)系的過(guò)程有了新的認(rèn)識(shí),。網(wǎng)址提交

當(dāng)?shù)厍蜻€是一顆年輕行星時(shí)，彗星碎片攜帶著可能幫助地球這顆巖石行星上出現(xiàn)生命的有機(jī)物質(zhì)撞擊了它的表面。近年來(lái),，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了Eta Corvi恒星周?chē)嬖陬?lèi)似過(guò)程的間接證據(jù),，Eta Corvi是一顆距我們約59光年的太陽(yáng)型恒星，比我們的太陽(yáng)略大,，年輕三倍?，F(xiàn)在,，最新觀測(cè)到的認(rèn)為是彗星在恒星的熱量下蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的閃爍的氣體,，為該恒星周?chē)丛l(fā)現(xiàn)的行星和可以造成巨變的影響的存在提供了更有力的證據(jù),。

據(jù)加州大學(xué)伯克利分校的天文學(xué)家巴里·威爾士(Barry Welsh)和他在賓夕法尼亞克萊倫大學(xué)的同事莎倫·蒙哥馬利(Sharon Montgomery)觀測(cè),，這些氣體可能與我們自己的宇宙家園有著雖然間接但是深刻的聯(lián)系,。當(dāng)我們的太陽(yáng)和Eta Corvi一樣大的時(shí)候，大多數(shù)理論學(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)系的外行星之間的引力相互作用將它們形成后留下的冰殘留物向內(nèi)拋向地球和其他巖石行星,。這種“后期重轟炸期”(late heavy bombardment，LHB)可能對(duì)地球的宜居性和我們生存于此至關(guān)重要,，因?yàn)檫@種撞擊從太陽(yáng)系的深儲(chǔ)層區(qū)給地球帶來(lái)了的水和有機(jī)化合物,。而類(lèi)似現(xiàn)象現(xiàn)在似乎正在Eta Corvi恒星附近發(fā)生。威爾士將這顆恒星稱(chēng)為“正在形成中的潛在太陽(yáng)系”,。

威爾士和蒙哥馬利先前的一些觀測(cè)結(jié)果也暗示了冰殘留物的流入以及Eta Corvi恒星周?chē)鷮?dǎo)致行星粉碎的碰撞,，他們將此次發(fā)現(xiàn)與這些觀測(cè)結(jié)果結(jié)合起來(lái)，是迄今為止發(fā)生在另一顆恒星周?chē)掷m(xù)的彗星撞擊的最佳案例,。冰殘留物的流入本身就暗示了行星外圍有兩個(gè)巨大的環(huán),。他們認(rèn)為一個(gè)巨大的行星鏈將彗星拋向內(nèi)部，至少有一個(gè)巖石行星遭到了彗星冰碎片的撞擊,。劍橋大學(xué)的天文學(xué)家塞巴斯蒂安·馬里諾(Sebastian Marino)說(shuō):“我們對(duì)該恒星體系中正在發(fā)生的不同現(xiàn)象有了很好的了解,，現(xiàn)在我們有辦法將它們聯(lián)系起來(lái)?！瘪R里諾曾經(jīng)用阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡(ALMA)研究Eta Corvi恒星,，但是他沒(méi)有參與這次新的研究發(fā)現(xiàn),。

探索過(guò)去

Eta Corvi恒星和它的原行星盤(pán)已經(jīng)有15億年的歷史，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了行星誕生的黃金時(shí)期,。同我們的太陽(yáng)系一樣,，Eta Corvi也有一對(duì)碎片盤(pán)，盡管距離它比較遠(yuǎn),。內(nèi)盤(pán)和外盤(pán)與恒星的距離分別為6個(gè)天文單位和165個(gè)天文單位(其中1個(gè)天文單位等于地球和太陽(yáng)之間的距離),。相比之下，我們的小行星帶距離太陽(yáng)只有5個(gè)天文單位,，而柯伊伯帶——太陽(yáng)系形成過(guò)程中遺留下來(lái)的冰冷碎片——距離太陽(yáng)也只有40個(gè)天文單位,。但是Eta Corvi發(fā)出的光比太陽(yáng)發(fā)出的更亮更熱，這使得該恒星的小行星帶與太陽(yáng)的十分相似,。

彗星出現(xiàn)在Eta Corvi附近并不意外,。2012年，由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的凱里·里斯(Carey Lisse)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)天文學(xué)家小組在行星帶內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)了不尋常物質(zhì),。他們用NASA的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡(Spitzer Space Telescope)在行星帶內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)了微觀納米鉆石與富含水和碳的塵?；旌显谝黄稹Ｑ芯咳藛T得出結(jié)論,，來(lái)自外柯伊伯帶的物質(zhì)已經(jīng)向內(nèi)移動(dòng),，這種物質(zhì)可能作為至少一顆大型彗星與一顆看不見(jiàn)的巖石行星發(fā)生碰撞，產(chǎn)生的巨大力量將富含碳的巖石粉碎成鉆石星塵,，隨后散布在柯伊伯帶內(nèi)部,。

馬里諾后來(lái)的研究表明，一系列比地球大但比木星小的中等大小的行星,，可能正在把彗星物質(zhì)從外層帶拋向內(nèi)部,，這像是一場(chǎng)太空的熱土豆游戲(一款I(lǐng)OS平臺(tái)的應(yīng)用程序)。在這種情況下,，最外層行星借助引力從外層帶帶走彗星物質(zhì),，直到下一顆行星繼續(xù)再將其中一些物質(zhì)帶走。冰凍的彗星繼續(xù)從一個(gè)行星移向另一個(gè)行星,，直到降落在內(nèi)部帶,，在那里陽(yáng)光融化了它們的外層，形成了它們獨(dú)特的由塵埃和氣體構(gòu)成的“尾巴”,。

新的觀測(cè)結(jié)果為彗星的遷移提供了更有力的證據(jù),。威爾士和蒙哥馬利在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校麥克唐納天文臺(tái)用2.1米的望遠(yuǎn)鏡對(duì)Eta Corvi恒星進(jìn)行了為期四個(gè)晚上的研究。在長(zhǎng)達(dá)一小時(shí)的實(shí)驗(yàn)中,，他們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)大的天體(也可能由幾個(gè)小天體組成)阻擋恒星的光線并且會(huì)釋放出熱氣體,，類(lèi)似的方法也被用來(lái)識(shí)別其他恒星周?chē)腻缧恰,！拔覀兯吹降奶祗w相當(dāng)于我們?cè)谔?yáng)系中看到的彗星,?！瘪R德里自治大學(xué)(Autonomous University of Madrid)的博士生伊莎貝爾·雷博利多(Isabel Rebollido)說(shuō)，該博士生一直在獵尋系外彗星,，也曾研究過(guò)Eta Corvi 系統(tǒng),。

新的觀測(cè)結(jié)果可以幫助我們更好地理解我們的太陽(yáng)系在和現(xiàn)在的Eta Corvi一樣大時(shí)發(fā)生了什么。里斯說(shuō)：“關(guān)于與我們的太陽(yáng)系,，人們還是對(duì)后期重轟炸期爭(zhēng)論不休,。”他補(bǔ)充說(shuō),，關(guān)于這個(gè)太陽(yáng)系歷史上這一具有劃時(shí)代意義的事件是一次大變動(dòng)后發(fā)生的,，還是地球和其他類(lèi)地行星經(jīng)歷了一個(gè)更緩慢、更漸進(jìn)的撞擊,，存在很大爭(zhēng)議,。他說(shuō)，如果Eta Corvi真的是太陽(yáng)系一個(gè)可靠的類(lèi)似物,，那么它可以幫助我們限制關(guān)于后期重轟炸期的時(shí)間和量級(jí)這些一直讓人費(fèi)解的不確定性,，而這反過(guò)來(lái)又可以加強(qiáng)我們對(duì)其他恒星上這一過(guò)程的理解?！斑@正是我們真正想要知道的,。”他說(shuō),。

對(duì)未來(lái)的希冀

到目前為止，Eta Corvi恒星周?chē)欠裼行行菄@還未得到證實(shí),，但有很強(qiáng)的間接證據(jù)證明行星的存在,。太陽(yáng)系的柯伊伯帶的邊界有些模糊和彌散，但Eta Corvi的外帶卻很窄,，而且更加清晰,。美國(guó)西南研究所(Southwest Research Institute)的理論學(xué)家戴維·內(nèi)斯沃尼(David Nesvorny)認(rèn)為，一條窄小的外帶有力地表明,，在這條外帶的外圍至少存在一個(gè)氣態(tài)巨行星,。他建立了太陽(yáng)系早期發(fā)展的模型。

行星鏈的出現(xiàn)也并非不尋常,。行星多樣性是外行星系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),，而且?guī)缀趺恳环N多行星系統(tǒng)都很容易將彗星物質(zhì)向內(nèi)拋擲。目前,，大多數(shù)的系外行星探測(cè)技術(shù)最適用于尋找靠近其恒星的行星,，但內(nèi)斯沃尼說(shuō)，他對(duì)發(fā)現(xiàn)延伸到外星行星系統(tǒng)外部的行星鏈并不感到驚訝,。盡管木星的巨大引力更多的是將彗星物質(zhì)噴射到星際空間,，而不是將其運(yùn)送到離太陽(yáng)更近的地方,，太陽(yáng)系的外行星還是形成了這樣一條行星鏈。

威爾士和蒙哥馬利計(jì)劃繼續(xù)觀測(cè)Eta Corvi恒星以進(jìn)一步證實(shí)這個(gè)扣人心弦的彗星信號(hào),。里斯說(shuō),，計(jì)劃在未來(lái)十年開(kāi)始運(yùn)作的新一代大型地面和太空望遠(yuǎn)鏡可能能夠拍攝到內(nèi)環(huán)的圖像，從而更清楚地看到那里正在發(fā)生的事情——甚至可能揭示這顆恒星一直未被發(fā)現(xiàn)的行星,。與此同時(shí),，里斯和他的同事們利用斯皮策望遠(yuǎn)鏡和NASA的錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)對(duì)這顆恒星進(jìn)行了觀測(cè)，排除了存在5到10倍于木星的超大質(zhì)量行星的可能;其他的觀測(cè)結(jié)果表明,，Eta Corvi恒星周?chē)行行堑馁|(zhì)量上限是木星質(zhì)量的6倍,。天文學(xué)家真正看到潛藏在這一恒星周?chē)闹械纫?guī)模的多重行星，并由此對(duì)太陽(yáng)系歷史上最劇烈的篇章之一獲得更深入的了解,，可能只是時(shí)間問(wèn)題而已,。