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2013.1.8：哈勃太空望遠(yuǎn)鏡新近拍攝了擁有龐大塵埃碎屑盤(pán)的鄰近恒星北落師門(mén)（南魚(yú)座α），確證了那個(gè)環(huán)繞它公轉(zhuǎn)的神秘行星，并可能揭示該巨行星破壞整個(gè)塵埃盤(pán)的鐵證。天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)驚訝于碎屑帶從離母恒星150天文單位（AU）延伸到210AU，其寬度超過(guò)以前預(yù)期。更驚人的是，天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)借助最新的哈勃圖像計(jì)算出它的軌道是一個(gè)不常見(jiàn)的橢圓形，使得它可能進(jìn)入廣袤的塵埃環(huán)并造成破壞。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡成像光譜儀（STIS）拍攝的北落師門(mén)圖像，本圖帶有標(biāo)注和疊加，以便大家更好地理解。大圖下載：3.9MB，版權(quán)：NASA，ESA，STScI，原作者，下同。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡新近拍攝了擁有龐大塵埃碎屑盤(pán)的鄰近恒星北落師門(mén)（雙魚(yú)座α），確證了那個(gè)環(huán)繞它公轉(zhuǎn)的神秘行星，并可能揭示該巨行星破壞整個(gè)塵埃盤(pán)的鐵證（法庭證據(jù)）。

天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)驚訝于碎屑帶從離母恒星150天文單位（AU）延伸到210AU，其寬度超過(guò)以前預(yù)期。更驚人的是，天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)借助最新的哈勃圖像計(jì)算出它的軌道是一個(gè)不尋常的橢圓形，使得它可能進(jìn)入廣袤的塵埃環(huán)并造成破壞。

不帶標(biāo)注的原始圖像，圖中的黑影是STIS的星冕儀遮蔽了主星，大量的射線狀光芒是主星的剩余衍射效應(yīng)。圖像中另外幾個(gè)明亮的點(diǎn)是遙遠(yuǎn)的恒星，用于對(duì)準(zhǔn)不同時(shí)期的照片。大圖下載：2.7MB。

這顆編號(hào)北落師門(mén)b的行星，離母恒星的近星點(diǎn)約為50AU（74億公里），遠(yuǎn)星點(diǎn)達(dá)290AU（430億千米），該軌道是根據(jù)哈勃2012年獲得的最新圖像重新計(jì)算的結(jié)果。團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)、加利福尼亞州山景城搜索地外文明計(jì)劃（SETI）研究所兼加州大學(xué)伯克利分校的保羅?卡拉斯（Paul Kalas）：“我們頗為驚訝——北落師門(mén)b的近星點(diǎn)比我們預(yù)期的近3倍，它現(xiàn)在正處于遠(yuǎn)離母恒星的軌道?！?br>
由卡拉斯領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)推測(cè)這間接證明了北落師門(mén)系統(tǒng)還存在其他的行星類(lèi)天體，它的引力導(dǎo)致b行星運(yùn)行于如此的高偏心率軌道。

2013.1.8，在加利福尼亞州長(zhǎng)灘市召開(kāi)的第221屆全美天文學(xué)大會(huì)上，他的團(tuán)隊(duì)公布了本發(fā)現(xiàn)。

2004、06年，哈勃ACS的HRC通道拍攝的北落師門(mén)b圖像（上）對(duì)比和2012年STIS拍攝的圖像對(duì)比（下），從中可以看出行星b的運(yùn)動(dòng)軌跡。也正是哈勃的超級(jí)分辨率，使得這顆行星的存在再無(wú)疑義。

為了解釋北落師門(mén)b長(zhǎng)達(dá)2000年的軌道周期，天文學(xué)家提出了多個(gè)假設(shè)。其中之一是另一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的巨行星的引力（彈弓）作用導(dǎo)致它的軌道穿過(guò)了外塵埃帶（相當(dāng)于太陽(yáng)系的柯伊伯帶）。按照研究合作者、美國(guó)宇航局（NASA）戈達(dá)德太空飛行中心的Mark Clampin 的說(shuō)法： “（巨）行星之間會(huì)發(fā)生引力散射，結(jié)果一個(gè)趨近母恒星成為熱木星，另一個(gè)就變成本例中的長(zhǎng)周期外行星?！?br>
哈勃還發(fā)現(xiàn)，圍繞北落師門(mén)的冰屑帶有一條縫隙，研究者認(rèn)為這可能是另一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的行星造成的。Kalas解說(shuō)：“哈勃的精細(xì)圖像顯示塵埃帶并不規(guī)整，這強(qiáng)烈刺激了存在更多行星的研究?！?/span>

北落師門(mén)行星和塵埃盤(pán)系統(tǒng)示意圖。圖中的文字分別是內(nèi)盤(pán)、主塵埃帶、主帶縫、主帶暈。b行星正在接近主帶縫。大圖下載：1.8MB。

Kalas繼續(xù)解釋?zhuān)骸凹偃绫甭鋷熼T(mén)b的軌道與塵埃帶在同一個(gè)平面，那么行星將在遠(yuǎn)行中于2032年抵達(dá)塵埃帶。當(dāng)它穿過(guò)塵埃帶時(shí)，冰塊和碎石將撞入行星大氣層，產(chǎn)生宇宙煙火，就像蘇梅克-列維9號(hào)彗星撞擊木星一樣。但假如兩者的軌道并不同面，我們將看不到任何預(yù)期的景象，只能看到它隨著逐漸遠(yuǎn)離恒星而變得越來(lái)越暗?！?br>
卡拉斯假設(shè)北落師門(mén)b的異常軌道是它在可見(jiàn)光波段非常明亮而紅外波段異常暗淡的關(guān)鍵原因。因?yàn)樾行堑馁|(zhì)量范圍可能從冥王星直到木星這么寬，但它的可見(jiàn)光亮度主要來(lái)自其光環(huán)或其周?chē)膲m埃盤(pán)反射的星光。每隔千年，當(dāng)b行星穿過(guò)主塵埃帶時(shí)，引力將導(dǎo)致它的衛(wèi)星經(jīng)歷大量的撞擊，并迅速形成大量的塵埃。Kalas解說(shuō)：“衛(wèi)星，比如土星吧，它有一個(gè)巨大但極薄的光環(huán)，其中的很多塵埃、碎片是流星體撞擊外圍的土衛(wèi)九產(chǎn)生的?！?br>
團(tuán)隊(duì)還假設(shè)了另一種可能的災(zāi)難事件：一顆矮行星與b行星相撞?？ɡ菇榻B說(shuō)：“該方案能解釋為何北落師門(mén)擁有一條狹窄的外塵埃環(huán)，還有一個(gè)極端軌道的行星。但這種情況下環(huán)帶必須很年輕——少于1萬(wàn)年；對(duì)一顆離最年輕時(shí)代較遠(yuǎn)的恒星系統(tǒng)而言，產(chǎn)生此類(lèi)撞擊很難?！?/span>

2010年，雖然當(dāng)年的STIS拍攝的圖像存在較大誤差帶，但還是有研究者由此確定其軌道為長(zhǎng)橢圓形。當(dāng)然因?yàn)檎`差，軌道可能有兩種模式：實(shí)線偏心率0.25，虛線0.19。

通過(guò)對(duì)哈勃先前觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究，此前已經(jīng)有兩篇報(bào)告確證北落師門(mén)b行星是存在的（譯注）。

卡拉斯總結(jié)道：“北落師門(mén)是個(gè)特殊的系統(tǒng)，它很像我們太陽(yáng)系40億年前的景象。行星系統(tǒng)的整體圖景正在重建，塵埃帶正在演化，行星可能變大也可能失去它們的衛(wèi)星?！?天文學(xué)家將繼續(xù)觀測(cè)北落師門(mén)b數(shù)十年，因?yàn)樗赡芴峁┝艘粋€(gè)行星進(jìn)入冰屑帶（類(lèi)似太陽(yáng)系外圍的柯伊伯帶）的觀測(cè)機(jī)會(huì)。

譯注：北落師門(mén)是顆年輕的主序星，大約有4.4億歲，而它的質(zhì)量為太陽(yáng)的1.92倍（該數(shù)據(jù)剛剛于2012.7修正，以前是2億歲、2.1倍），光度達(dá)15倍，所以其主序星時(shí)代大概只能維持13億年。考慮到太陽(yáng)系的后期重轟炸時(shí)代離太陽(yáng)誕生達(dá)6億年，現(xiàn)在的北落師門(mén)大概相當(dāng)于太陽(yáng)系當(dāng)年的重轟炸時(shí)代的玩期。本文中之所以要特意說(shuō)明b行星在紅外比較暗，是因?yàn)檫@顆行星就是本文第一作者的團(tuán)隊(duì)最初發(fā)現(xiàn)的，然而加州理工大學(xué)的斯皮策團(tuán)隊(duì)在2010~2011年的觀測(cè)中卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。如此就產(chǎn)生了爭(zhēng)議。另外天文學(xué)家們動(dòng)用了全球各種頂級(jí)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)該系統(tǒng)，比如ALMA的觀測(cè)信息在此。北落師門(mén)：25.1光年

雙魚(yú)座α在星座中的定位。

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哈勃太空望遠(yuǎn)鏡成像光譜儀（STIS）拍攝的北落師門(mén)圖像，本圖帶有標(biāo)注和疊加，以便大家更好地理解。大圖下載：3.9MB，版權(quán)：NASA，ESA，STScI，原作者，下同。

2004、06年，哈勃ACS的HRC通道拍攝的北落師門(mén)b圖像（上）對(duì)比和2012年STIS拍攝的圖像對(duì)比（下），從中可以看出行星b的運(yùn)動(dòng)軌跡。也正是哈勃的超級(jí)分辨率，使得這顆行星的存在再無(wú)疑義。

北落師門(mén)行星和塵埃盤(pán)系統(tǒng)示意圖。圖中的文字分別是內(nèi)盤(pán)、主塵埃帶、主帶縫、主帶暈。b行星正在接近主帶縫。大圖下載：1.8MB。

2010年，雖然當(dāng)年的STIS拍攝的圖像存在較大誤差帶，但還是有研究者由此確定其軌道為長(zhǎng)橢圓形。當(dāng)然因?yàn)檎`差，軌道可能有兩種模式：實(shí)線偏心率0.25，虛線0.19。

雙魚(yú)座α在星座中的定位。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡成像光譜儀（STIS）拍攝的北落師門(mén)圖像，本圖帶有標(biāo)注和疊加，以便大家更好地理解。大圖下載：3.9MB，版權(quán)：NASA，ESA，STScI，原作者，下同。

2004、06年，哈勃ACS的HRC通道拍攝的北落師門(mén)b圖像（上）對(duì)比和2012年STIS拍攝的圖像對(duì)比（下），從中可以看出行星b的運(yùn)動(dòng)軌跡。也正是哈勃的超級(jí)分辨率，使得這顆行星的存在再無(wú)疑義。

北落師門(mén)行星和塵埃盤(pán)系統(tǒng)示意圖。圖中的文字分別是內(nèi)盤(pán)、主塵埃帶、主帶縫、主帶暈。b行星正在接近主帶縫。大圖下載：1.8MB。

2010年，雖然當(dāng)年的STIS拍攝的圖像存在較大誤差帶，但還是有研究者由此確定其軌道為長(zhǎng)橢圓形。當(dāng)然因?yàn)檎`差，軌道可能有兩種模式：實(shí)線偏心率0.25，虛線0.19。

雙魚(yú)座α在星座中的定位。