北落師門周圍觀測到彗星屠殺 每日2顆10公里級互撞

▲北落師門。(圖／臺北天文館之網路天文館網站)

國際中心／綜合報導

天文學家經由歐洲太空總署（ESA）赫歇爾太空望遠鏡觀測發現，北落師門（Fomalhaut）周圍有個塵埃帶，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，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。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。

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。

▲環繞北落師門的行星質量遠小於原先認定。(圖／中研院天文網)

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，北落師門塵埃帶中的彗星數量必定高達2600億～83兆顆之多，其中所估的數量差別來自彗星大小。

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。(文／臺北天文館之網路天文館網站)