很久以前，在某颗平平无奇的遥远恒星周围，两颗初生的行星遭遇了极其糟糕的一天。这两颗行星发生了一次巨大的撞击，给彼此都带来了暴力的终结。曾经，这些星球在围绕轨道旋转，而这场灾难之后只留下了一个缩小的熔融块，以及一个翻腾的、宽度达一千万公里的白炽蒸汽和粉碎碎片云，这些碎片最终应该会凝结成一颗新的、第二代行星。
尽管听起来像是好莱坞太空歌剧的**高潮**，但天文学家可能最近目击了这样一场末日般的事件。他们在10月11日的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。
这个传奇故事始于2021年末，当时荷兰莱顿天文台的天文学家马修·肯沃西（Matthew Kenworthy），也是该论文的共同第一作者，对一颗类太阳恒星突然、几乎完全的变暗警报做出了回应，这颗恒星距离地球约1800光年。最初的变暗数据和警报都来自全天自动超新星巡天（ASAS-SN）项目，这是一个由24个小型望远镜组成的全球网络。肯沃西对这颗现在被称为ASASSN-21qj的恒星很感兴趣，因为这种极端的变暗事件可能是由巨大的系外行星环系统引起的——这是他的科学专长之一。
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然而，在这种情况下，更奇怪的事情还在后头。在肯沃西在社交媒体上发布关于这一发现的消息后，业余天文学家、也是该研究的最终共同作者阿图·赛尼奥（Arttu Sainio）回复说，正如赛尼奥从NASA的红外太空望远镜NEOWISE审查的公共数据中所见，这颗恒星在大约两年半前也表现出明显的亮度增加。这一发现激起了肯沃西的兴趣，因为类太阳恒星极少表现出如此突然的红外亮度增加或强烈的光学变暗。对于一颗恒星来说，在如此接近的时间内同时显示出这两种现象，似乎不太可能是巧合。几天之内，肯沃西就拼凑出了一个与撞击相关的解释，并开始扩大他在其他历史和正在进行的实时数据集中的搜索范围，以支持这一假设。
利用NEOWISE的档案红外观测数据，以及来自拉斯昆布雷斯天文台全球望远镜（一个由25个中型望远镜组成的网络）的光学数据，肯沃西追踪了恒星亮度随波长的变化。他发现红外耀斑对应于1000开尔文的热辐射——足以熔化铝——并且与恒星周围约750倍地球大小的源一致。
恒星的红外爆发与其随后的光学变暗（于2022年9月下旬结束）之间大约900天的延迟，加强了肯沃西行星-行星撞击解释的信念。来自撞击的尘埃会沿着轨道路径逐渐膨胀，形成一层遮罩，从地球上看，这层遮罩会漂移过恒星的表面。该情景的另一个有利数据点是ASASSN-21qj的年龄，肯沃西和他的合著者估计约为3亿年——对于这颗恒星来说还足够年轻，仍处于动荡不安的青年期，此时巨型撞击更为常见。
肯沃西说：“这与直觉相反，”他解释了为什么曾经隐藏的行星质量物质会突然变得可见。“你可以有一块大石头坐在恒星旁边，我们永远也看不到它，因为它表面积很小。如果你把它磨成沙子，表面积就会急剧增加，我们就能看到它了。”
原则上，导致碰撞的罪魁祸首甚至可能是一颗来自星际空间的流浪行星，它撞入了一颗不幸的、围绕ASASSN-21qj运行的行星。“但那太罕见了，”肯沃西说。“更可能是系统中已有的两颗行星发生了碰撞。”
尽管行星汽化碰撞可能看起来像是科幻小说，但要证明它们确实发生，只需看看地球的月球，它很可能是在数十亿年前一颗火星大小的撞击体撞击我们的地球后诞生的。更进一步，一种解释我们太阳系结构某些怪异现象的主要理论认为，木星和土星早期轨道的变化引发了原始行星之间残酷的级联碰撞。来自其他行星系统研究的更遥远和间接的证据比比皆是，但直到现在，天文学家似乎从未亲眼目睹过一次发生。
肯沃西和他的几位同事倒推计算，利用ASASSN-21qj亮度增加和变暗之间的时间差，推断出最初的碰撞发生在离恒星非常远的地方，以至于这两颗行星很可能类似于我们自己的天王星和海王星这样的冰巨星，它们是由大量的冻结水和其他挥发性化合物堆积而成的。这与ASASSN-21qj的长时间变暗相吻合，在巨型撞击情景中，这将需要一个来自近乎完全汽化两颗类似大小星球的尘埃云。
然而，拼图还缺少一部分。推断出的温度不符，因为正面撞击应该会产生2000到3000开尔文的更高温的爆发。肯沃西意识到，证据表明需要一种特殊类型的行星碰撞，这种碰撞会导致一种被称为synestia的奇怪宇宙甜甜圈。“如果[两颗行星]彼此稍微偏离中心撞击，然后旋转起来，并且碰撞足够剧烈，它就会涂抹成这种红细胞形状的尘埃，称为synestia，”他说。
有了synestia形状的系统——以及来自冰行星的一些水蒸气来帮助冷却过程——才有可能产生与测量的1000开尔文相匹配的爆发。
如果这一结果得到进一步观测的验证，它将标志着一个首次。“当你想到行星生长需要多长时间时，巨型撞击是相对短暂的事件，”加州大学戴维斯分校的行星科学家和synestia专家莎拉·斯图尔特（Sarah Stewart）说，她没有参与这项研究。“你必须足够幸运才能看到一次。”
基于这些参数，英国布里斯托大学的行星科学家、该论文的共同第一作者西蒙·洛克（Simon Lock）构建了碰撞的时间线。撞击后仅仅一个小时，synestia就形成了。来自碰撞的能量外泄加热了尘埃，导致了NEOWISE在2019年首次观测到的额外光芒。十四小时后，几乎没有任何冰行星的迹象，只剩下两个熔融的富含金属的核心。到第三天，这两个核心合并成一个单一的炽热核心——未来行星的雏形。
“在数百万年后，这些物质大概会凝结成一颗新的行星，”肯沃西说。“有些东西最终可能会形成卫星。”
一些尘埃云仍然以引力方式附着在那个核心上，但其余的尘埃云在ASASSN-21qj的轨道上扫荡而出，直到多年后，它才广泛地遮蔽了从地球上看到的恒星。
研究人员谨慎乐观地认为，这幅图景将会成立，并表明对这场天体灾难的进一步研究将有助于更好地全面了解行星系统的形成和演化。“我们不知道发生了多少次巨型撞击，我们对天体如何冷却和从这些撞击中恢复知之甚少，”斯图尔特说。“因此，亲眼目睹一次实际上是一个非常棒的视角。”
但并非所有人都认同。在成堆不太引人注目的天文结果中，另一篇论文早于肯沃西的论文发表：8月份，台湾中央研究院天文及天文物理研究所的研究学者乔纳森·马歇尔（Jonathan Marshall）和他的八位合著者在《天体物理学杂志》上展示了这些测量结果如何用正在瓦解的星际彗星碎片来解释。
马歇尔指出，掠星彗星比行星-行星碰撞更为常见，这可以说使它们成为更可能的解释。此外，红外光谱测量暗示，尘埃的化学成分更接近彗星而非行星。最后一个争议点是ASASSN-21qj的年龄。两个团队各自使用了不同的方法来得出截然不同的年龄。马歇尔的方法表明这颗恒星的年龄约为50亿年，是肯沃西估计年龄的15倍以上。更晚的年龄大概会与行星系统存在更平静的阶段相对应。
马歇尔说：“无论哪个年龄更准确，值得注意的是，这颗恒星相对来说太老了，不应该发生这样的事件，”他指出，理论和观测都表明，巨型撞击最有可能发生在非常年轻的行星系统动荡的环境中。“没什么能说明这不是行星-行星碰撞——但重要的是要考虑所有可能性。”
为了在两种理论之间做出决定，将需要来自更强大的天文台的更多数据，例如NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜或欧洲南方天文台的地面极大望远镜，后者目前正在智利建造，预计在本十年末首次亮相。
“每次有新的数据或模型出现时，我们总是会学到一些新的东西，”亚利桑那大学的天文学家凯特·苏（Kate Su）说，她审查了10月份的《自然》杂志研究，但没有直接参与这项工作或8月份的《天体物理学杂志》论文。“我们认为太阳系的行星排列是普遍的，直到我们发现最初的几颗系外行星与我们的行星如此不同。我们将从像ASASSN-21qj这样的怪异天体中学到更多。”