韦伯望远镜发现邻近恒星系统中的小行星碰撞

天文学家拍摄到了一张看似是巨型小行星在绘架座β星发生大规模碰撞的快照。绘架座β星是一个邻近的恒星系统，以其早期和活跃的行星形成活动而闻名。

这些观测重点关注了塑造类似我们自己的恒星系统的不稳定过程，为了解行星形成的原始阶段提供了独特的视角。

领导这项研究的约翰霍普金斯大学天文学家克里斯汀·陈说：“绘架座β星正处于这样一个年龄：通过巨大的小行星碰撞，类地行星带中的行星仍在不断形成，所以我们在这里看到的基本上就是岩石行星和其他天体的实时形成过程。”

该研究结果将于今日在威斯康星州麦迪逊举行的第244届美国天文学会会议上公布。

陈的团队通过对比詹姆斯·韦伯太空望远镜的最新数据与2004年和2005年斯皮策太空望远镜的观测结果，发现了绘架座β星周围尘埃颗粒发出的能量特征发生了显著变化。利用韦伯太空望远镜的详细测量，该团队追踪了斯皮策先前分析过的精确区域中尘埃颗粒的成分和大小。

科学家们将重点放在了结晶硅酸盐(一种常见于年轻恒星周围以及地球和其他天体上的矿物质)所释放的热量上，没有发现2004-05年之前发现的粒子痕迹。陈说，这表明大约20年前小行星和其他物体之间发生了一次灾难性的碰撞，将天体粉碎成比花粉或糖粉还小的细小尘埃颗粒。

“我们认为所有这些尘埃就是我们在2004年和2005年斯皮策望远镜数据中最初看到的，”陈说，他也是太空望远镜科学研究所的天文学家。“有了韦伯的新数据，我们能给出的最好解释是，事实上，我们目睹了小行星大小的大型天体之间罕见的灾难性事件的后果，这标志着我们对这个恒星系统的理解发生了彻底的改变。”

陈说，新数据表明，该系统中心恒星的辐射向外扩散的尘埃不再能被探测到。最初，恒星附近的尘埃被加热并发出热辐射，斯皮策的仪器识别了这些热辐射。现在，远离恒星后冷却下来的尘埃不再发出这些热辐射。

当斯皮策收集早期数据时，科学家们假设，像小天体磨碎这样的事情会随着时间的推移不断搅动和补充尘埃。但韦伯的最新观测表明，尘埃消失了，并没有被替换。陈说，扬起的尘埃量大约是导致恐龙灭绝的小行星的10万倍。

绘架座β星距离地球约63光年，长期以来一直是天文学家关注的焦点，因为它距离地球较近，且随机过程(碰撞、太空风化和其他行星形成因素)将决定该系统的命运。

相较于我们45亿年前的太阳系，绘架座β星仅有2000万年的历史，处于一个关键年龄，巨行星已经形成，但类地行星可能仍在发展。它至少有两颗已知的气态巨行星，绘架座βb和绘架座βc，它们也会影响周围的尘埃和碎屑。

“我们试图弄清的问题是，整个类地行星和巨行星的形成过程是常见还是罕见，而更基本的问题是：像太阳系这样的行星系统真的那么罕见吗?”合著者、约翰霍普金斯大学天体物理学博士生卡丁·沃森(KadinWorthen)说。“我们基本上是想了解我们到底有多奇怪或多普通。”

研究团队报告称，新发现还凸显了韦伯望远镜在揭示系外行星和恒星系统复杂性方面无与伦比的能力。它们为了解其他太阳系的结构如何与我们的相似提供了关键线索，并可能加深科学家对早期动荡如何影响行星的大气、水含量和其他宜居性关键方面的理解。

“詹姆斯·韦伯太空望远镜的大多数发现都来自望远镜直接探测到的物体，”合著者、前约翰·霍普金斯大学天体物理学博士生西塞罗·卢(CiceroLu)说道。“但这次情况有些不同，因为我们的结果来自詹姆斯·韦伯太空望远镜没有探测到的物体。”

其他作者包括约翰霍普金斯大学的YiweiChai和AlexisLi;空间望远镜科学研究所的DavidR.Law、BASargent、GCSloan、JulienH.Girard、DeanC.Hines、MarshallPerrin和LaurentPueyo;约翰霍普金斯大学应用物理实验室的CareyM.Lisse;罗彻斯特大学的DanM.Watson;欧洲南方天文台的JensKammerer;欧洲航天局的IsabelRebollido以及美国宇航局戈达德太空飞行中心的ChristopherStark。

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