一場彗星雨正奔向一顆遙遠的年輕恒星，讓天文學家對數(shù)十億年前塑造我們太陽系的過程有了新的認識。網(wǎng)址提交

當?shù)厍蜻€是一顆年輕行星時，彗星碎片攜帶著可能幫助地球這顆巖石行星上出現(xiàn)生命的有機物質(zhì)撞擊了它的表面。近年來，科學家們發(fā)現(xiàn)了Eta Corvi恒星周圍存在類似過程的間接證據(jù)，Eta Corvi是一顆距我們約59光年的太陽型恒星，比我們的太陽略大，年輕三倍?，F(xiàn)在，最新觀測到的認為是彗星在恒星的熱量下蒸發(fā)時產(chǎn)生的閃爍的氣體，為該恒星周圍未曾發(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)加州大學伯克利分校的天文學家巴里·威爾士(Barry Welsh)和他在賓夕法尼亞克萊倫大學的同事莎倫·蒙哥馬利(Sharon Montgomery)觀測，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。當我們的太陽和Eta Corvi一樣大的時候，大多數(shù)理論學家認為太陽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)可能對地球的宜居性和我們生存于此至關(guān)重要，因為這種撞擊從太陽系的深儲層區(qū)給地球帶來了的水和有機化合物。而類似現(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為“正在形成中的潛在太陽系”。

威爾士和蒙哥馬利先前的一些觀測結(jié)果也暗示了冰殘留物的流入以及Eta Corvi恒星周圍導致行星粉碎的碰撞，他們將此次發(fā)現(xiàn)與這些觀測結(jié)果結(jié)合起來，是迄今為止發(fā)生在另一顆恒星周圍持續(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巨大的環(huán)。他們認為一個巨大的行星鏈將彗星拋向內(nèi)部，至少有一個巖石行星遭到了彗星冰碎片的撞擊。劍橋大學的天文學家塞巴斯蒂安·馬里諾(Sebastian Marino)說:“我們對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?！瘪R里諾曾經(jīng)用阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)研究Eta Corvi恒星，但是他沒有參與這次新的研究發(fā)現(xiàn)。

探索過去

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

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應用物理實驗室的凱里·里斯(Carey Lisse)領(lǐng)導的一個天文學家小組在行星帶內(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?。研究人員得出結(jié)論，來自外柯伊伯帶的物質(zhì)已經(jīng)向內(nèi)移動，這種物質(zhì)可能作為至少一顆大型彗星與一顆看不見的巖石行星發(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，這像是一場太空的熱土豆游戲(一款I(lǐng)OS平臺的應用程序)。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)從一個行星移向另一個行星，直到降落在內(nèi)部帶，在那里陽光融化了它們的外層，形成了它們獨特的由塵埃和氣體構(gòu)成的“尾巴”。

新的觀測結(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奧斯汀分校麥克唐納天文臺用2.1米的望遠鏡對Eta Corvi恒星進行了為期四個晚上的研究。在長達一小時的實驗中，他們發(fā)現(xiàn)有一個大的天體(也可能由幾個小天體組成)阻擋恒星的光線并且會釋放出熱氣體，類似的方法也被用來識別其他恒星周圍的彗星?！拔覀兯吹降奶祗w相當于我們在太陽系中看到的彗星?！瘪R德里自治大學(Autonomous University of Madrid)的博士生伊莎貝爾·雷博利多(Isabel Rebollido)說，該博士生一直在獵尋系外彗星，也曾研究過Eta Corvi 系統(tǒng)。

新的觀測結(jié)果可以幫助我們更好地理解我們的太陽系在和現(xiàn)在的Eta Corvi一樣大時發(fā)生了什么。里斯說：“關(guān)于與我們的太陽系，人們還是對后期重轟炸期爭論不休?！彼a充說，關(guān)于這個太陽系歷史上這一具有劃時代意義的事件是一次大變動后發(fā)生的，還是地球和其他類地行星經(jīng)歷了一個更緩慢、更漸進的撞擊，存在很大爭議。他說，如果Eta Corvi真的是太陽系一個可靠的類似物，那么它可以幫助我們限制關(guān)于后期重轟炸期的時間和量級這些一直讓人費解的不確定性，而這反過來又可以加強我們對其他恒星上這一過程的理解?！斑@正是我們真正想要知道的。”他說。

對未來的希冀

到目前為止，Eta Corvi恒星周圍是否有行星圍繞還未得到證實，但有很強的間接證據(jù)證明行星的存在。太陽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。美國西南研究所(Southwest Research Institute)的理論學家戴維·內(nèi)斯沃尼(David Nesvorny)認為，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氣態(tài)巨行星。他建立了太陽系早期發(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)的標準，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)的系外行星探測技術(shù)最適用于尋找靠近其恒星的行星，但內(nèi)斯沃尼說，他對發(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，而不是將其運送到離太陽更近的地方，太陽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劃繼續(xù)觀測Eta Corvi恒星以進一步證實這個扣人心弦的彗星信號。里斯說，計劃在未來十年開始運作的新一代大型地面和太空望遠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，里斯和他的同事們利用斯皮策望遠鏡和NASA的錢德拉X射線天文臺對這顆恒星進行了觀測，排除了存在5到10倍于木星的超大質(zhì)量行星的可能;其他的觀測結(jié)果表明，Eta Corvi恒星周圍所有行星的質(zhì)量上限是木星質(zhì)量的6倍。天文學家真正看到潛藏在這一恒星周圍的中等規(guī)模的多重行星，并由此對太陽系歷史上最劇烈的篇章之一獲得更深入的了解，可能只是時間問題而已。