福衛四星系再爆兩顆星子劇烈碰撞 挑戰行星形成模型

距離地球約25光年的福衛四星系（Fomalhaut）為天文物理學家提供了一個難得的機會，得以即時目睹行星形成的動態過程。近期，該星系內發生了第二次大規模岩石質星子（planetisimals）的毀滅性碰撞，這一事件在短短二十年間被完整記錄下來。這項由加州大學柏克萊分校的保羅．卡拉斯（Paul Kalas）領導的研究，已於2025年12月18日發表在權威期刊《Science》上。研究結果強烈暗示，行星形成的過程可能比現行理論預測的要劇烈且頻繁得多。

事件的發展軌跡始於一個先前被稱為福衛四 b 的天體。該天體最初於2000年代中期被觀測到，但在2014年消失後，被重新歸類為一個正在擴散的塵埃雲，現稱為環繞源一（Circumstellar Source 1, CS1）。隨後，在2023年，哈伯太空望遠鏡捕捉到一個新的、明亮的點狀光源，即環繞源二（CS2）。研究人員確認，CS2正是另一次星子碰撞事件的殘餘物。科學家估計，參與這兩次撞擊的物體直徑約為30公里，比火星的衛星火衛一（Phobos）還要大。

這些碰撞事件發生的頻率，令科學界大感意外。根據天文生物學家傑森．范（Jason Van）的說法，理論計算原本預測，類似的劇烈碰撞每十萬年甚至更久才會發生一次。福衛四星系在如此短的時間內接連發生兩次，無疑是對既有理論的一大衝擊，顯示出年輕星系演化的不確定性。

福衛四星系的核心是一顆A型星，其質量是太陽的兩倍，亮度更是太陽的二十倍，使其成為研究岩石行星形成動力學的無價之寶。該恆星的年齡估計僅有4.4億年，相較於太陽的46億年，這使得福衛四成為研究我們太陽系早期歷史的絕佳類比對象。先前的觀測數據已指出，該星系中的星子富含揮發性物質，這在化學成分上與冰凍的彗星有相似之處。

針對該星系的持續觀測已經排定計畫，詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（JWST）的近紅外相機（NIRCam）已被批准進行後續觀測。這些預定的觀測旨在精確測定CS2塵埃雲中塵埃顆粒的大小和化學組成，特別是尋找水中或冰的跡象。研究團隊同時也希望確認，是否有潛藏的、質量更大的系外行星正在以其引力影響這些碰撞事件的發生。

劍橋大學天文學家馬克．懷亞特（Mark Wyatt）強調，這些觀測結果提供了評估碰撞天體規模及其在星盤中總數的寶貴機會，這是其他方法難以實現的。此外，這項發現也對未來利用反射光進行系外行星探測任務發出重要警示：大量的塵埃雲在數年間極有可能會被誤認為是行星本體，從而造成觀測上的混淆。