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赫歇爾觀測到北落師門周圍的彗星屠殺事件

天文學家經由歐洲太空總署(ESA)赫歇爾太空望遠鏡(Herschel Space Observatory)觀測發現:北落師門(Fomalhaut)周圍有個塵埃帶(dusty belt),可能是每天數千顆冰彗星互相撞擊摧毀的結果。

北落師門是個相當年輕的恆星,僅約數千萬年而已,其質量約為太陽的2倍。天文學家於1980年代透過紅外天文衛星(IRAS)首度發現其周圍的塵埃帶;但透過赫歇爾太空望遠鏡的遠紅外波段最新影像,天文學家這才發現更多細節。比利時魯汶大學(University of Leuven)Bram Acke等人分析赫歇爾的觀測資料,發現塵埃帶中的塵埃溫度約在攝氏零下230到零下170度之間。然而,由於北落師門並非位在塵埃帶中間,而是稍微偏向南側,使得塵埃帶的南側比北側稍微溫暖一些、明亮一些。

數年前,透過哈柏太空望遠鏡的觀測,顯示塵埃帶窄而不對稱,天文學家認為其中可能有顆行星正在繞著北落師門公轉,而哈柏的可見光波段觀測資料,是蒐集被塵埃帶固體微粒散射的星光,由此推測的塵埃直徑約為數十毫米左右。而現在,透過赫歇爾太空望遠鏡的觀測,塵埃熱能特性推測,塵埃帶中的塵粒,顯然絕大多數是直徑只有數毫米而已的固態微粒(1毫米相當於百萬分之一米)。然而,如此一來,赫歇爾的觀測資料便與哈柏的資料衝突,兩者推測的微粒直徑相差了10倍以上。

為解決此矛盾衝突,Acke建議:這些塵粒必定是像太陽系中彗星遺留在軌道上的塵粒一樣,蓬蓬鬆鬆,並不紮實。如此一來,它的熱能特性和散射特性,就都能符合哈柏和赫歇爾觀測的結果了。

不過,解決了一個問題,卻又引發另一個問題:來自北落師門的明亮星光,應該會很快地就將這些小塵粒向外吹散;但事實卻是:北落師門周遭的塵粒數量龐大到不可思議的地步。唯一可以克服這個矛盾的答案,就是得不斷有新鮮的塵粒補充,而新鮮塵粒應該是來自稍大天體互相撞擊的結果。

為維持這個塵埃帶的現況,這些稍大天體的撞擊頻率必定相當驚人,據估計,相當於每天至少有2顆10公里級彗星互撞,或是有2000次1公里級彗星互撞,而且得互撞到完全粉碎的程度,才能滿足所需。Acke等人對此結論相當驚訝,因為對這些天文學家而言,這個要求的數量是個天文數字。

若要保持撞擊速率如此之高,那麼北落師門塵埃帶中的彗星數量必定高達2600億~83兆顆之多,其中所估之數量差別來自彗星大小。我們太陽系的歐特雲區(Oort Cloud)中所擁有的彗星數量與此相差不多,而歐特雲就是在太陽系處在像北落師門這麼年輕時,將太陽周圍塵埃盤中的物質向外散射而形成的。

資料來源:Herschel spots comet massacre around nearby star, 2012.04.11

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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