半人马座α星系中第二次星子碰撞颠覆行星形成模型

距离地球约25光年的半人马座α星系（Fomalhaut）为天体物理学家提供了一个绝佳的窗口，得以实时目睹行星形成的动态过程。近期，该星系内记录到了一次大规模的、灾难性的岩石星子（planetesimals）碰撞事件，这是在短短二十年内观察到的第二次此类事件。这项由加州大学伯克利分校的保罗·卡拉斯（Paul Kalas）领导的研究成果，已于2025年12月18日发表在权威期刊《科学》（Science）上。研究结果强有力地表明，行星的演化过程可能比现有理论模型所预测的要剧烈和频繁得多。

事件的开端可以追溯到最初被识别为“半人马座α星b”的天体。该天体在21世纪初首次被观测到，但到2014年时已经消失，随后被重新归类为一个正在扩散的尘埃云，研究人员称之为“环绕源1”（Circumstellar Source 1, CS1）。紧接着，在2023年，哈勃太空望远镜捕捉到了一个新的、明亮的点状光源，即“环绕源2”（CS2）。研究团队确认，CS2正是第二次星子碰撞所留下的残骸。科学家们估计，参与这两次撞击的原始天体直径均约为30公里，这比火星的卫星火卫一（Phobos）还要大。

这些事件发生的频率令科学界深感意外。根据天体生物学家杰森·万（Jason Van）的计算，理论模型预测此类剧烈碰撞的间隔应在十万年或更久。在如此短的时间内连续观测到两次，无疑是对现有行星形成理论的一次严峻考验，犹如在平静的湖面下发现了暗流涌动。

半人马座α星本身是一颗A型主序星，其质量是太阳的两倍，亮度是太阳的20倍，使其成为研究岩石行星形成动力学的无价天然实验室。该恒星的年龄估计仅为4.4亿年，与太阳的46亿年相比，它正处于年轻阶段。这使得半人马座α星系成为研究我们自身太阳系早期历史的理想替代模型。早期的观测数据已经暗示，该星系中的星子富含挥发性物质，其化学成分与冰冻的彗星有相似之处。

对该星系的监测工作仍在紧锣密鼓地进行中。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的近红外相机（NIRCam）已获批进行后续观测。这些预定的观测任务旨在精确测定CS2尘埃云中颗粒的大小和化学构成，特别是要探寻其中是否含有水或冰的痕迹。研究人员还希望确认，是否存在一些未被察觉的、质量更大的系外行星正在通过引力作用影响这些碰撞事件的发生。

剑桥大学的天文学家马克·怀亚特（Mark Wyatt）指出，通过对这些碰撞残骸的观测，科学家们能够估算出撞击天体的大小及其在星周盘中的总体数量，这是其他方法难以获取的关键信息。这项突破性的发现也为未来通过反射光探测系外行星的任务敲响了警钟，因为一个尘埃云在多年内都可能被误认为是一颗行星的信号，造成“挂羊头卖狗肉”的观测偏差。