本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
根据最近发表在《天文与天体物理学》杂志上的一篇新论文,每天有两千颗彗星在附近的恒星北落师门周围碰撞,在该恒星系统的外围形成一个不断补充的尘埃带。
北落师门是一颗年轻的恒星。它的质量是太阳的两倍,距离我们25光年。在20世纪80年代,天文学家发现它被大量的尘埃包围。赫歇尔空间天文台现在已经制作了该恒星系统有史以来最好的远红外图像,并让比利时鲁汶大学的布拉姆·阿克领导的天文学家团队有机会重新审视该系统。
最令人感兴趣的是北落师门系统外缘的一个狭窄的尘埃和碎片带,它有点像太阳系自身的柯伊伯带。北落师门的尘埃带距离恒星的距离是地球到太阳距离的140倍。填充它的尘埃颗粒温度在零下170摄氏度到零下230摄氏度之间。
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在我们的太阳系中,柯伊伯带包括冥王星和另外两颗矮行星,但主要由太阳系形成后遗留下来的较小的冰冷天体组成。像这样的星带往往存在于行星系统中,其位置由于某种原因而没有形成行星。然而,北落师门的星带比柯伊伯带年轻得多。而且它也更活跃。阿克说,北落师门系统类似于我们太阳系最活跃的阶段。
该星带相对于其恒星是偏离中心的,暗示附近有一颗或多颗行星通过引力与之相互作用。新的赫歇尔观测证实了该星带的狭窄性,这也表明附近的行星将尘埃和碎片保持在原位,并阻止其扩散开来。
但这并不是关于北落师门最有趣的事情。恒星周围存在尘埃盘也不是——它们可能与行星一样普遍(行星确实非常普遍)。“使北落师门特别之处在于存在大量非常小的尘埃,”阿克说。
根据新的赫歇尔观测到的尘埃颗粒的“辉光”,北落师门狭窄星带中的尘埃吸收光线,就好像它是由微米级的微小颗粒组成的一样。但之前的哈勃观测显示,尘埃带反射光线,就好像它是由更大的颗粒组成的一样。
为了解决这个问题,阿克和他的同事们提出,填充北落师门星带的颗粒是“蓬松的”。也就是说,它们像赫歇尔显示的那样很小,但松散地聚集在一起,反射光线就好像它们更大一样。
但还有另一个问题:像北落师门星带中那些小颗粒应该被来自恒星的强风吹出系统。较大的颗粒有足够的引力停留能力来抵抗被吹走,但较小的颗粒没有。星带中仍然存在小颗粒表明它们正在以某种方式不断地得到补充。
阿克说,颗粒的“蓬松”性质表明彗星是尘埃的来源。因此,他和他的同事们计算出需要摧毁多少彗星才能使星带充满微小的尘埃颗粒。“从少量的小颗粒中,我们推断出每天有2000颗[1公里大小]的彗星被化为尘埃,”他说。