天文學家最初懷疑是一顆新的系外行星，但實際上卻是前所未見的正面宇宙碰撞。正如今天發表在《科學》雜誌上的一項研究詳細描述的那樣，研究人員描述了兩個被稱為星子的小型岩質宇宙天體發生兩次獨立碰撞後的景象。然而，他們的發現得益於哈伯太空望遠鏡提供的精準成像。
這段天文奇遇始於近20年前。 2008年，天文學家在南魚座探測到一個距離地球25光年的明亮天體，原因不明。專家將其命名為北落師門b，但並不確定它究竟是什麼。初步分析表明，它可能是一顆比太陽更大的新系外行星。同時，它周圍翻滾的塵埃雲又暗示北落師門b可能是正在膨脹的塵埃團。
「該系統擁有我們所知的最大塵埃帶之一。這使得它成為一個很容易研究的目標，」西北大學天體物理學家、該研究的合著者傑森·王解釋道。
經過多年的斷斷續續的觀測，王教授的團隊終於在2023年有機會利用哈伯太空望遠鏡的強大鏡頭來揭開這個謎團。然而，當哈伯望遠鏡將設備對準北落師門b的座標時，它卻不在那裡。相反，望遠鏡在附近略微不同的位置發現了一個明亮的光點。
「我們最初認為那道亮光是北落師門b，因為它是該星系中已知的光源。但是，在仔細對比新拍攝的圖像和以往的圖像後，我們發現它不可能是同一個光源，」王說。 “這既令人興奮，也讓我們百思不得其解。”
“這絕對是我第一次在系外行星系統中看到一個光點憑空出現，”加州大學伯克利分校天文學家、該研究的合著者保羅·卡拉斯補充道，“在我們之前所有的哈伯圖像中都沒有出現過它。”
進一步的研究表明，該天體——現在被歸類為北落師門cs1——從未成為系外行星。更合理的解釋是，2008年的首次觀測展現了一次壯觀撞擊的早期結果，撞擊涉及早期行星演化過程中較小的岩質成分，即星子。哈伯望遠鏡最近的影像顯示了這次撞擊後逐漸消散的殘骸。
此外，北落師門cs2展現出的特徵與北落師門cs1極為相似，後者也是二十年前的研究對象。先前的理論認為，這種類型的碰撞大約每10萬年才會發生一次。然而，研究人員在對該系統進行研究後，計算了不同的估計值。
「在這裡，20年來我們只看到了兩次，」卡拉斯說。 “如果你把過去3000年拍成一部電影，然後加速播放，讓每一年都只佔一秒的幾分之一，想像一下你會看到多少次閃光。北落師門所在的行星系統將會因這些碰撞而閃閃發光。”
儘管最初難以相信，但對數據的四項獨立分析支持了他們的發現：北落師門最近發生了兩次涉及星子的獨立瞬變事件。
王補充道：“這是我們第一次見到這種情況。”
隨著北落師門撞擊事件得到證實，天文物理學家可以開始利用這些數據來更好地完善行星模型，並更準確地識別潛在的系外行星。卡拉斯表示，這個持續數十年的謎團也為探索宇宙所面臨的種種困難提供了一個案例研究。
「北落師門 cs2 看起來就像一顆反射星光的系外行星，」他說。 “我們從研究 cs1 中了解到，一大片塵埃雲可以偽裝成行星長達多年。這對未來旨在通過反射光探測系外行星的任務來說是一個警示。”
