异常一氧化碳，异常矿物，远古撞击导致系外行星失去大气层 _一氧化碳

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一场行星大碰撞留下的蛛丝马迹

艺术家创作的HD172555星系在远古时代发生的碰撞图画。 20万年前，一颗小行星撞击上一颗地球大小的行星。这个行星在撞击中失去了自己的大气层，这也给风暴一击的赋予了新的含义。图片由马克.A.盖里克/麻省理工新闻提供。
早期的太阳系是一个充满暴力和混乱之地——大大小小的岩石相互碰撞。而正是由于这些碰撞诞生了今天的行星和它们的卫星。 2021年10月20日，天文学家宣布他们发现了很久以前一颗年轻系外行星如何在大碰撞中失去大气层的证据。

2021年10月20日麻省理工学院、爱尔兰戈尔韦国立大学、剑桥大学和其他机构发表了上述发现，《自然》杂志对此进行了同行评议。
系外行星如何失去大气层？
显然行星本身不能提供任何证据。但是环绕着恒星HD172555的星尘和气体带却包含着重要信息。这些环绕恒星的环或者盘被称为环星盘。这颗恒星距离地球95光年，年龄估计为2300万年，还处于恒星的婴儿期。

这些星尘和气体揭示了一场大规模碰撞的蛛丝马迹，科学家估计这场大规模碰撞发生在20万年前。根据科学家分析，这场大碰撞中有一颗还在成长的地球大小原行星“胚胎”被一颗稍小的行星撞击。
研究者估计撞击速度超过2.2万英里/小时（约为10公里/秒），碰撞中这颗原行星的大气被剥离了一大部分。

碰撞的岩石和巨大的行星在恒星周围的尘埃盘上投下了阴影。恒星周围的碎片星盘或称为环星盘的艺术插图。行星和卫星在这些盘中的反复撞击中诞生或被摧毁。这与HD172555星系中发生的类似。图片来至于美国航天局喷气实验室/加利福利亚理工学院喷气推进实验室。
主要作者之一，来至麻省理工地球大气行星科学部的塔拉纳基.施耐得曼说：“这是我们第一次发现这种现象——撞击剥离原行星的大气层。每个人都期望能够观察到大碰撞，因为我们认为这是很常见的现象，但是我们在大量观察过的星系中并没有发现证据。现在我们对这个过程有了新的视角。
不寻常的矿物和一氧化碳
研究人员在研究恒星周围的尘埃和气体物质时发现了一些异常，比如：尘埃颗粒中含有大量的不寻常的矿物。而且这些尘埃颗粒比年轻恒星典型环星盘中的颗粒要小很多。施耐得曼说：“正是这两个因素导致HD172555看起来有些奇怪” 。

但这并不是全部，研究人员使用位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）分析了恒星周围的气体。与预期的一样，研究人员发现了一氧化碳，其中的一些数据让人惊奇。这种气体太靠近恒星了，只有10个天文单位即地球到太阳距离的10倍。总的来说，这里的一氧化碳含量大约是金星的20%（远远高于正常情况）。

【异常一氧化碳，异常矿物，远古撞击导致系外行星失去大气层】来自麻省理工的塔拉纳基.施耐得曼领导了这个发现HD172555大碰撞证据的新研究。麻省理工/地球大气星系部供图
一氧化碳的光解离
因此一氧化碳为什么距离恒星这么近？以及为什么说距离如此之近不同寻常呢？
正如施耐得曼所说：“距离恒星如此之近存在这么高含量的一氧化碳需要一些解释，在此之前需要了解光解离这个概念，即在光子具有破坏化学键的能力。恒星发出的光子可以破坏一氧化碳的化学键而导致一氧化碳发生解离。（补充：一氧化碳吸收宇宙空间中的真空紫外辐射以后会解离生成碳原子和氧原子；碎片原子会进一步和宇宙中的氢气分子反应生成碳氢化合物和水。）因此，在距离HD172555如此近的距离上发现如此多的一氧化碳很不寻常，一般来说，即使在这个距离发现一氧化碳，含量也应较低。 ”
可能的推测

异常一氧化碳，异常矿物，远古撞击导致系外行星失去大气层

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