在遥远的恒星系统中可能检测到巨行星之间爆炸性碰撞的余辉

两颗巨行星之间大规模碰撞的余辉可能是首次被发现。碰撞的残骸最终可能会冷却并形成一颗全新的行星。如果观测结果得到证实，它将提供一个绝佳的机会来实时观察新世界的诞生，并打开一扇了解行星如何形成的窗口。

2021年12月，天文学家在观察一颗原本不起眼的类太阳恒星时发现它开始闪烁。几个月来，这颗恒星的可见光(我们用眼睛可以看到的光)持续变化。有时它几乎会消失，然后又恢复到以前的亮度。

这颗恒星距离地球约1,800光年，在ASASN-SN天文学调查首次观察到这颗恒星变暗后，其标识符为ASASSN-21qj。

看到星星像这样暗淡并不罕见。它通常归因于恒星和地球之间通过的物质。如果不是业余天文学家阿图·塞尼奥(ArttuSainio)，ASASSN-21qj可能刚刚被添加到越来越多的类似观测列表中。Sainio在社交媒体上指出，在这颗恒星的光芒消失之前大约两年半，来自其所在位置的红外光发射量增加了大约4%。

物体在几百摄氏度的相对高温下发射的红外光最为强烈。这就提出了问题：这两个观察结果是否相关，如果相关，ASASSN-21qj周围到底发生了什么?

行星灾难

我们在《自然》杂志上发表了我们的发现，提出这两组观测结果都可以用两颗行星之间的灾难性碰撞来解释。人们认为，巨大的撞击(这种碰撞)在行星形成的最后阶段很常见。它们决定了行星的最终大小、成分和热状态，并塑造了这些行星系统中物体的轨道。

在我们的太阳系中，巨大的撞击被认为是造成天王星奇怪的倾斜、水星的度和月球存在的原因。然而，到目前为止，我们几乎没有直接证据表明银河系正在发生巨大的撞击。

为了解释观测结果，碰撞需要在撞击后的最初几个小时内释放比恒星释放的更多的能量。来自碰撞体的材料可能会过热并熔化、蒸发或两者兼而有之。

撞击会形成一团炽热、发光的物质，比原来的行星大数百倍。ASASSN-21qj的红外增亮是由NASA的WISE太空望远镜观测到的。WISE大约每300天观察一次这颗恒星，并且可能错过了撞击产生的最初闪光。

然而，撞击产生的膨胀行星体将需要很长时间，也许数百万年，才能冷却并收缩成我们可能认为是新行星的东西。最初，当这个“撞击后天体”达到最大程度时，它发出的光仍可能高达恒星发射的百分之几。这样的天体可能会产生我们所看到的红外增亮现象。

撞击还会将大量碎片喷射到恒星周围的一系列不同轨道上。这些碎片的一小部分会因撞击的冲击而蒸发，随后凝结成微小的冰和岩石晶体云。随着时间的推移，一些块状物质云在ASASSN-21qj和地球之间经过，阻挡了来自恒星的一小部分可见光，并产生不稳定的变暗。

如果我们对这些事件的解释是正确的，研究这个恒星系统可以帮助我们了解行星形成的关键机制。即使从迄今为止我们所获得的有限观察结果来看，我们也学到了一些非常有趣的东西。

首先，为了释放观测到的能量，撞击后的物体必须是地球大小的数百倍。为了形成这么大的天体，相撞的行星质量必须是地球的几倍——可能与“冰巨”行星天王星和海王星一样大。

其次，我们估计撞击后身体的温度在700°C左右。由于温度如此之低，碰撞体不可能完全由岩石和金属构成。

冰巨人

至少一颗行星的外部区域必定含有低沸点的元素，例如水。因此，我们认为我们看到了两个富含冰的类海王星世界之间的碰撞。

红外光的发射和对穿过恒星的碎片的观察之间的延迟表明，碰撞发生在距离恒星相当远的地方，比地球与太阳的距离还要远。这样的系统中存在远离恒星的冰巨星，它与我们的太阳系更相似，而不是天文学家经常在其他恒星周围观察到的许多紧密排列的行星系统。

最令人兴奋的方面是我们可以继续观察系统数十年的演变并检验我们的结论。未来的观测将使用美国宇航局JWST等望远镜来确定碎片云中颗粒的大小和成分，识别撞击后物体上层的化学成分，并跟踪这些炽热的碎片如何冷却。我们甚至可能看到新月的出现。

这些观察结果可以为我们的理论提供信息，帮助我们了解巨大的撞击如何塑造行星系统。到目前为止，我们所拥有的唯一例子是我们太阳系中撞击的回声。我们现在将能够实时观看新行星的诞生。

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