天文學家利用NASA現(xiàn)已退役的斯皮策太空望遠鏡在正在形成巖質行星的年輕恒星周圍發(fā)現(xiàn)了這些類型碰撞的證據(jù)。但這些觀察并沒有提供許多關于粉碎的細節(jié)，如所涉及的天體的大小。

在《The Astrophysical Journal》的一項新研究中，由亞利桑那大學的Kate Su領導的一組天文學家報告了對這些碰撞中的一個碎片云的首次觀測，因為它在其恒星前面經(jīng)過并短暫地阻擋了光線。天文學家稱這是一次過境。另外再加上對恒星大小和亮度的了解，這些觀察使研究人員能直接確定撞擊后不久云的大小、估計碰撞的物體的大小并觀察云散去的速度。

“作為一個事件的目擊者是無可替代的，”同樣在亞利桑那大學的George Rieke說道，“以前從斯皮策報告的所有案例都沒有得到解決，只有關于實際事件和碎片云可能是什么樣子的理論假設。”據(jù)悉，Rieke是這項新研究的共同作者。

從2015年開始，由Su領導的團隊開始對一顆有1000萬年歷史的恒星HD166191進行常規(guī)觀測。在恒星生命的這個早期階段，其形成過程中留下的塵埃已經(jīng)聚集在一起，從而形成被稱為行星碎片的巖石體--未來行星的種子。一旦以前充滿這些天體之間空間的氣體散去，它們之間的災難性碰撞就變得非常常見。

由于預計他們可能會在HD166191周圍看到這些碰撞的證據(jù)，該團隊利用斯皮策在2015年至2019年間對該系統(tǒng)進行了100多次觀測。雖然這些小行星太小太遠，無法用望遠鏡解決，但它們的粉碎產(chǎn)生了大量的灰塵。斯皮策探測到了紅外光--或比人眼所見略長的波長。紅外線是探測灰塵的理想選擇，其中包括原行星碰撞產(chǎn)生的碎片。

在2018年年中，太空望遠鏡看到HD166191系統(tǒng)變得明顯更亮，這表明碎片生產(chǎn)增加了。在那段時間里，斯皮策還檢測到了一個阻擋恒星的碎片云。結合斯皮策對過境的觀察和地面望遠鏡的觀察，研究小組可以推斷出碎片云的大小和形狀。

他們的工作表明，被觀察到的碎片云是高度拉長的，其最小估計面積是恒星的三倍。然而斯皮策看到的紅外增亮的數(shù)量表明，只有一小部分云在恒星前面經(jīng)過，這次事件的碎片覆蓋了比恒星大幾百倍的區(qū)域。

為了產(chǎn)生這么大的云，主要碰撞中的天體一定是矮行星的大小，就像我們太陽系中的灶神星--位于火星和木星之間的主要小行星帶中的一個寬330英里（530公里）的天體。最初的沖突產(chǎn)生了足夠的能量和熱量，這使得一些物質發(fā)生汽化。另外它還引發(fā)了第一次碰撞產(chǎn)生的碎片跟系統(tǒng)中其他小天體之間的連鎖反應，這很可能造成了斯皮策看到的大量灰塵。

在接下來的幾個月里，大型塵埃云的規(guī)模越來越大并變得更加半透明，這表明塵埃和其他碎片正在迅速分散到整個年輕恒星系統(tǒng)中。等到2019年，在恒星前面經(jīng)過的云不再可見，但該系統(tǒng)包含的塵埃是斯皮策發(fā)現(xiàn)該云之前的兩倍。根據(jù)論文作者的說法，這些信息可以幫助科學家檢驗關于陸地行星如何形成和成長的理論。

Su說道：“通過觀察年輕恒星周圍的塵埃碎片盤，我們基本上可以回顧過去，看到可能已經(jīng)形成我們自己的太陽系的過程。學習這些系統(tǒng)中碰撞的結果，我們也可能更好地了解巖質行星在其他恒星周圍形成的頻率。”