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發現離太陽系最近的獨立行星

法國天文學家Philippe Delorme等人利用位在智利的超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)和位在夏威夷的加法夏望遠鏡(Canada-France-Hawaii Telescope,CFHT),發現一顆不屬於任何恆星的疑似行星,正獨自在星際空間中流浪。這個天體距離太陽系僅約100光年左右,如果確認它是行星的話,那麼它將是離太陽系最近的獨立行星(free-floating planet,或譯為孤兒行星或自由行星)。這顆行星距離這麼近,又少了恆星過亮的光芒在旁干擾,提供天文學家一個特別的機會,可以直接且詳細地研究這顆行星的大氣狀況,並將研究結果應用在未來以儀器拍攝其他恆星旁的系外行星影像上。

獨立行星是行星級的天體,不似一般行星一樣,環繞某顆恆星公轉。以前也曾經發現過獨立行星,但之前的案例都無法確定這些獨立行星的年齡,因此無法確定這些天體究竟真的是行星,還是那有「失敗的恆星」之稱的棕矮星。

最新發現的這個天體編號為CFBDSIR J214947.2-040308.9,簡稱為CFBDSIR2149,這些研究學者從專門搜尋低溫棕矮星天體的CFHT棕矮星巡天計畫(Canada-France Brown Dwarfs Survey ,CFBDS)紅外觀測資料中先發現這個天體,之後才利用VLT做後續觀測分析,因此這個天體的編號為CFBDS計畫名稱+IR波段+天體赤經與赤緯座標的結果。

研究結果顯示CFBDSIR2149似乎位在銀河系內一個由年輕恆星組成的星流—劍魚座AB移動星群(AB Doradus Moving Group)中,劍魚座AB移動星群是離太陽系最近的移動星群,位在南天的劍魚座方向;移動星群內的恆星們一起朝一個特定方向漂流。一般認為星群內的恆星們應該是幾乎在同一時期內形成的,換言之,它們的年齡相差無幾。如果CFBDSIR2149真的與劍魚座AB移動星群有關,代表這個天體也很年輕。光從這一點,再結合更多這個天體的性質,包括溫度、質量及其大氣組成等,天文學家又可以說出一齣故事來。

由此可知,確認CFBDSIR2149和劍魚座AB移動星群的關係,確定CFBDSIR2149的年齡,是進行下一步研究的關鍵線索。在假設CFBDSIR2149與劍魚座AB移動星群的前提下,得出CFBDSIR2149的質量約為4~7倍木星質量,表面溫度約攝氏430度(與金星差不多),年齡則與劍魚座AB移動星群相仿,約5000萬~1億2000萬年左右。這是第一個在移動星群中找到的獨立行星級天體,這個與移動星群之間的關係,讓它成為天文學家眼中最有趣的疑似獨立行星。不過,也不能完全排除這個天體只是恰巧在劍魚座AB移動星群方向,與這個移動星群無關的可能性;不過研究學者們經由分析CFBDSIR2149的自行運動估算CFBDSIR2149與劍魚座AB移動星群有關的機率高達87%,有95%以上的機率是顆相當年輕的行星級天體,所以他們基本上已經認定它是移動星群的一份子了。

一般認為像CFBDSIR2149這樣的獨立行星的形成過程應該如同正常行星一樣,之後才因不明原因被踢出原本的行星系統;也可能是類似質量最小的恆星或棕矮星的形成過程,因而成為一個孤獨的天體,在太空中流浪。無論哪一種形成方式,都讓人心生疑惑。而現在,如果能確認CFBDSIR214確實是一個被原生行星系統拋棄的獨立行星,天文學家或許可以進一步重建並檢視這個行星從誕生到被拋棄的過程,或者也可藉之瞭解一般恆星的誕生過程到底可產生的恆星質量下限是多少。

天文學家們認為獨立天體可能為數不少,可能和正常恆星一樣多,甚至近期有研究顯示銀河系中獨立天體的數量是主序星的兩倍之多(請參見〈一拍個不見陽光的流浪星球〉〈孤兒行星的數量恐比恆星還多〉)。如果CFBDSIR2149與劍魚座AB移動星群無關,沒辦法透過移動星群瞭解它的本質與特性,那麼它可能就會被歸類為是小型的棕矮星。不過,無論是獨立行星還是棕矮星,都是瞭解行星和恆星如何形成和有何行為舉止的重要線索。

資料來源:Lost in Space: Rogue Planet Spotted? ESO [14 November 2012]

轉載自 網路天文館

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