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天文学家利用韦伯和斯皮策望远镜的数据，观察到绘座β发生了一次巨大的小行星碰撞。这一发生在20年前的事件，为这个年轻恒星系统的早期行星形成提供了新的见解。(艺术家的概念。)来源:美国国家航空航天局

新的观测聚焦于形成像我们自己的恒星系统的不稳定过程，为行星形成的原始阶段提供了独特的一瞥。

阿斯特罗科学家们抓拍到了绘架座β上一次巨大小行星碰撞的快照，揭示了早期行星形成的内幕。这项研究使用了詹姆斯·韦伯和斯皮策太空望远镜的数据，追踪了恒星周围尘埃的变化。这些发现表明，20年前发生了一次大规模碰撞，改变了我们对这个年轻恒星系统发展的理解。

绘座β星系的大质量碰撞

天文学家捕捉到了绘架座β中巨大小行星的大规模碰撞的快照，绘架座β是一个邻近的恒星系统，以其早期的年龄和动荡的行星形成活动而闻名。

这些观测聚焦于形成像我们这样的恒星系统的不稳定过程，为行星形成的原始阶段提供了独特的一瞥。

领导这项研究的约翰·霍普金斯大学天文学家克里斯汀·陈说:“在绘座β行星的年龄，类地行星带的行星形成仍在通过巨大的小行星碰撞进行，所以我们在这里可以看到的基本上是岩石行星和其他天体是如何实时形成的。”

6月10日，在威斯康辛州麦迪逊市举行的第244届美国天文学会会议上，这些见解被提出。

两架不同的太空望远镜在相隔20年的时间里拍摄了一颗名为“绘架星贝塔”的恒星周围的同一区域。科学家们推测，斯皮策太空望远镜在2004 - 2005年拍摄的照片中所看到的大量尘埃表明，在詹姆斯·韦伯太空望远镜于2023年拍摄到这张照片时，小行星的碰撞已经基本清除。图片来源:Roberto Molar Candanosa/约翰霍普金斯大学，Beta Pictoris概念艺术由Lynette Cook/NASA提供

尘埃能量特征的显著变化

陈的团队通过比较詹姆斯韦伯太空望远镜和斯皮策太空望远镜从2004年到2005年的观测数据，发现了绘座β周围尘埃颗粒发出的能量特征的显著变化。通过韦伯的详细测量，研究小组在斯皮策之前分析过的精确区域追踪到了尘埃颗粒的组成和大小。

科学家们把注意力集中在晶体硅酸盐(通常在年轻恒星周围以及地球和其他天体上发现的矿物质)发出的热量上，没有发现2004 - 2005年发现的颗粒的痕迹。陈说，这表明大约20年前，小行星和其他物体之间发生了灾难性的碰撞，将物体粉碎成比花粉或糖粉还小的细粉尘颗粒。

大碰撞证据

“我们认为所有的尘埃都是我们最初在2004年和2005年的斯皮策数据中看到的，”陈说，他也是太空望远镜科学研究所的天文学家。“有了韦伯的新数据，我们拥有的最好解释是，事实上，我们目睹了大型小行星大小的天体之间罕见的灾难性事件的后果，标志着我们对这个恒星系统的理解发生了彻底的变化。”

陈说，新的数据表明，被系统中心恒星的辐射向外分散的尘埃已经无法探测到。最初，恒星附近的尘埃被加热并释放出斯皮策仪器识别的热辐射。现在，在远离恒星的过程中冷却下来的尘埃不再散发出那些热特征。

消尘现象

当斯皮策收集早期数据时，科学家们认为，随着时间的推移，像小天体这样的物体会搅动并稳定地补充尘埃。但韦伯的新观测表明，尘埃消失了，没有被取代。陈说，扬起的尘埃大约是导致恐龙灭绝的小行星的10万倍。

绘架星贝塔距地球约63光年，长期以来一直是天文学家关注的焦点，因为它的距离近，碰撞、空间风化和其他行星形成因素的随机过程将决定该系统的命运。

绘人座β:一个年轻的恒星系统

与我们45亿年前的太阳系相比，绘座β只有2000万年的历史，正处于巨大行星形成但类地行星可能仍在发育的关键时期。它至少有两颗已知的气体巨星，β - Pic b和c，它们也影响着周围的尘埃和碎片。

“我们试图将其背景化的问题是，类地行星和巨行星形成的整个过程是常见的还是罕见的，以及更基本的问题:像太阳系这样的行星系统是否那么罕见?”合著者、约翰霍普金斯大学天体物理学博士生卡丁·沃森说。“我们基本上是在试图了解我们有多奇怪或多普通。”

韦伯望远镜无与伦比的能力

研究小组报告说，新的见解也强调了韦伯望远镜在揭示系外行星和恒星系统的复杂性方面无与伦比的能力。它们为其他太阳系的结构如何与我们的相似提供了关键线索，并可能加深科学家对早期动荡如何影响行星大气、水含量和其他可居住性关键方面的理解。

“JWST的大多数发现都来自望远镜直接探测到的东西，”合著者西塞罗·卢(Cicero Lu)说，他曾是约翰·霍普金斯大学天体物理学的博士生。“在这种情况下，故事有点不同，因为我们的结果来自JWST没有看到的东西。”

合作研究及资助

其他作者包括约翰霍普金斯大学的柴一伟和亚历克西斯·李;太空望远镜科学研究所的David R. Law、b.s. Sargent、G.C. Sloan、Julien H. Girard、Dean C. Hines、Marshall Perrin和Laurent Pueyo;约翰霍普金斯大学应用物理实验室的Carey M. Lisse;罗切斯特大学的Dan M. Watson;欧洲南方天文台的Jens Kammerer;欧洲航天局的伊莎贝尔·雷博利多;以及美国宇航局戈达德太空飞行中心的克里斯托弗·斯塔克。

该研究由美国国家航空航天局资助，资助号为80NSSC22K1752。