撞地球 地球有被行星撞过吗

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导语: 在对太阳系各行星形成过程的研究中,科学家们越来越意识到,在一个新诞生的行星系统中,各个行星必然会经历巨大的“成长痛苦”,也就是说只有在众多“竞争者”中坚持到最后,才能脱颖而出,逐渐融合形成越来越大的行星。目前在太阳系中,就留有许多这样剧烈碰撞的痕迹,比如科学界目前普遍认...

在对太阳系各行星形成过程的研究中,科学家们越来越意识到,在一个新诞生的行星系统中,各个行星必然会经历巨大的“成长痛苦”,也就是说只有在众多“竞争者”中坚持到最后,才能脱颖而出,逐渐融合形成越来越大的行星。

一颗行星被剧烈撞击,失去了大气层!科学家首次目睹这一奇观

目前在太阳系中,就留有许多这样剧烈碰撞的痕迹,比如科学界目前普遍认为的,月球的形成,就是由于在地球诞生之后没多久,就受到了太阳系内一颗非常很大行星的撞击,撞出的碎片在地球周围重新聚合,最终形成了月球。然而,在其它区域,并没有明显的这种剧烈撞击的观测证据。

一颗行星被剧烈撞击,失去了大气层!科学家首次目睹这一奇观

奇异的星际尘埃盘

不过,最近科学家则有新的研究进展。美国麻省理工学院的天文学家施奈德曼和她的同事,在距离地球约95光年的区域,发现了一颗巨大行星被剧烈撞击的迹象。这颗行星位于孔雀座中,一个至少拥有2300 万年历史的恒星-HD 172555的附近。由于发生了剧烈的撞击,行星上的部分大气层有可能被“吹”走,这个现象恰好被研究团队捕捉到。

一颗行星被剧烈撞击,失去了大气层!科学家首次目睹这一奇观

研究团队认为这颗行星被剧烈撞击的一个重要线索,就是恒星 HD 172555 的周围出现了尘埃物质的不寻常性质,具体来说就是这些星际尘埃,通过观测要比一般围绕恒星运行的典型岩质碎片盘要细小,另外研究团队还发现这些星际尘埃中含有大量不寻常的矿物质,类似黑曜石或者黑色的玻璃陨石。

一颗行星被剧烈撞击,失去了大气层!科学家首次目睹这一奇观

而黑曜石和玻璃陨石都需要经历高温以及吸收大量的热量才能形成。据此,研究团队判断,这种星际尘埃的形成,极有可能是来自两个行星的碰撞,而且碰撞的相对速度要达到每秒10公里以上。

不同寻常的一氧化碳

除此之外,还有一个证据支撑这种推测,那就是对HD 172555恒星周围的气体组成分析的结果。一般情况下,在一个恒星周围的碎片盘中,如果存在着大量的气体物质,那么其中的一氧化碳是最容易被监测到的,因为在反射光谱中,一氧化碳是所有气体中最亮的。研究团队利用智利阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA) 的数据,对HD 172555周围碎片盘中的气体成分也进行了研究。

一颗行星被剧烈撞击,失去了大气层!科学家首次目睹这一奇观

结果发现,HD 172555恒星周围的碎片盘中,不仅含有大量的气体,而且一氧化碳占比也很高。在测量一氧化碳的丰度时,得到的结果是相当于金星浓密大气层中一氧化碳浓度的20%,这个发现足以让科学家们感到迷惑不已,如果能够解释清楚这些一氧化碳的来源,那么就或许能够揭示该恒星系统的演化历史。

一颗行星被剧烈撞击,失去了大气层!科学家首次目睹这一奇观

因为,在正常情况下,距离恒星如此之近的区域,是很难存在这么多的一氧化碳的,因为一氧化碳很不稳定,极易受到光线的辐射而发生分解,所以在一个新恒星诞生以后,其周围星际物质中的一氧化碳,存在时间都不会太长,一般都会在300万年以内降到很低的水平,而此次观测的“母恒星”HD 172555,则有2300万年的历史。

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巨大行星被撞击的判断

一个现象,给科学家们带来了新的思路,那就是之前一些研究人员,在观测从太阳系的柯伊伯带内飞过来的彗星时,发现很多彗星都会释放出一氧化碳气体。由于这些彗星距离太阳很远,因此内部含有的一氧化碳气体能够长时间得以保留。

受到这个现象的启发,研究团队提出了最有可能解释HD 172555周围一氧化碳“超标”的可能,那就是系内一颗大质量的行星,被一颗大质量的天体所撞击,这个撞击过程异常猛烈,释放出巨大的能量,致使一部分行星被熔化,来自二者的“原材料”交织在一起留在原地,另外还有一部分材料被抛洒出去,从而脱离原有“母行星”的束缚。

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此外,随着剧烈撞击的能量释放以及很多物质被抛洒出去,这颗行星原有的大气层也会受到很大的影响,当冲击波穿过大气层时,一些大气层将被从行星的其他部分推出,有些可能会在更长的时间内被剥离,而且剧烈的撞击使大气层急速升温,气体分子的动能增加,也更容易脱离行星引力束缚而被剥离。

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在像 HD 172555 这样年轻的行星系统中,天文学家预计所经历的这种巨大撞击会非常普遍。从恒星周围所见物质的形态、成分出发,研究人员推测其中的一氧化碳气体,来自于距今20万年前的一次“彗星撞行星”,这20万年的时间,来自恒星的辐射,还没有将这些一氧化碳完全分解。而根据一氧化碳的丰度,可以推测这次碰撞发生在两个大质量天体之间,很有可能是大小与地球都差不多的原行星。

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宇宙就是这么奇妙,我们看似每个天体都在按照既定的轨道,井然有序地运行着,其实在这种平稳和谐的背后,充满着“暗流汹涌”的状况,我们之所以感觉不出来,一方面是由于我们人类的探测区域和尺度还非常有限,另一方面就是我们人类的时间尺度,远远赶不上星系和天体的变迁,无穷的宇宙奥秘,正在等待着处于不断成长中的人类去探索和认知。

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