这是哈勃太空望远镜(HST)观测到的一等星北落师门(Fomalhaut)的碎片盘。该图像利用2012年和2023年哈勃的“太空望远镜成像光谱仪(STIS)”数据制作而成。为观测恒星周围由岩石、冰碎片及尘埃构成的圆盘,北落师门自身的光线已通过日冕仪遮挡,图像中瞳孔状暗区即为遮挡部分,中心是北落师门">这是哈勃太空望远镜(HST)观测到的一等星北落师门(Fomalhaut)的碎片盘。该图像利用2012年和2023年哈勃的“太空望远镜成像光谱仪(STIS)”数据制作而成。为观测恒星周围由岩石、冰碎片及尘埃构成的圆盘,北落师门自身的光线已通过日冕仪遮挡,图像中瞳孔状暗区即为遮挡部分,中心是北落师门">
这是哈勃太空望远镜(HST)观测到的一等星北落师门(Fomalhaut)的碎片盘。该图像利用2012年和2023年哈勃的“太空望远镜成像光谱仪(STIS)”数据制作而成。为观测恒星周围由岩石、冰碎片及尘埃构成的圆盘,北落师门自身的光线已通过日冕仪遮挡,图像中瞳孔状暗区即为遮挡部分,中心是北落师门。
图像中的小光点是本次研究的核心,你能分辨出是哪一个吗?
幻化为泡影的系外行星“北落师门b”
南鱼座的一等星北落师门距离地球约25光年,是一颗相对年轻的恒星,形成至今约4亿年,其周围被碎片盘环绕。前文图像中可见的碎片盘环状结构半径约120天文单位(太阳到地球距离的120倍)。
曾经,北落师门被认为存在一颗名为“北落师门b(Fomalhaut b)”的系外行星,位于环状结构附近——哈勃2004年和2006年观测的碎片盘图像中出现了疑似光点,因此得名。然而,该光点在2014年观测中未被确认,仿佛凭空消失。
2020年发表的研究论文指出,这是直径约200公里的微行星碰撞产生的尘埃云反射北落师门光线所致。当时研究估计,此类碰撞的发生概率为每10万年1次或更低,哈勃偶然观测到了这一罕见痕迹。
北落师门碎片盘再次出现的尘埃云
此次,加州大学伯克利分校的Paul Kalas团队发表成果:2023年哈勃观测北落师门碎片盘时发现了新的尘埃云。为区分两者,先前发现的尘埃云称为“cs1”,本次报告的称为“cs2”(※cs为circumstellar source,即星周源)。哈勃上一次观测北落师门是2014年,因此cs2应在之后9年间出现。
曾被认为罕见的现象在约20年内发生2次,让研究者能更准确推定碰撞天体的性质及数量。团队估计,形成cs1和cs2的是直径约60公里的微行星碰撞,此类天体在北落师门周围约有3亿个。
仍有谜团未解:一是短间隔发生的原因,二是发生位置的集中性。cs1和cs2在碎片盘中位置非常接近,若碰撞随机,应更分散。
当初被误认为行星的cs1观测到数年膨胀并变暗,cs2预计也会出现同样变化,但cs2位置更近环状结构,其物质或与其他物质碰撞产生更多尘埃,使周边区域变亮。
Kalas团队计划用哈勃未来3年追踪cs2,还计划通过詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的“近红外相机(NIRCam)”观测尘埃粒子的大小及组成,确认是否含有冰。



