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被4顆恆星監管的行星

4恆星

Image credit & Image copyright: Karen Teramura, UH IfA

美國航太總署(NASA)噴射推進實驗室(JPL)天文學家Lewis Roberts等人發現第2顆位在四合星系統內的系外行星。其實以前就已知這顆行星的存在,只是當時認為它是在一個三合星系統中,直到最近才確認這個系統中其實有4顆恆星。這項發現將有助於天文學家瞭解多重恆星系統會如何影響行星的發展和它未來的命運。

我們太陽系中只有太陽一顆恆星,行星們都只繞太陽公轉。但目前已知有些行星環繞的母恆星不只一顆,Roberts等人利用裝置Robo-AO和自適應光學系統(adaptive optics system)的帕洛瑪天文台(Palomar Observatory)進行觀測,每晚可監測數百顆恆星以便能探查它們是否有伴星。結果發現了一個位在四合星系統白羊座30(30 Ari)中的系外行星,及另一個在三合星系統HD 2638中的行星。之後再利用帕洛瑪天文台中解析度更高的PALM-3000儀器予以確認。

編號為KIC 4862625的行星是第一個在四合星系統中發現的系外行星,它是公民科學家於2013年時利用NASA釋出的克卜勒任務(Kepler mission)資料庫發現的。相隔這麼久,才又再度發現一個四合星系統中的系外行星,以目前系外行星發現速率而言,這樣的狀況顯示四合星系統的系外行星數量相當稀少,至少,比之前認為的還要少,反倒是環繞遠距雙星的系外行星數量比原本設想的還多,畢竟銀河系中雙星系統是相當普遍的。天文學家估計約有4%的類太陽恆星位在四合星系統中,比以前的估計數量還高一些,主要是因為觀測技術穩定改善的結果。

白羊30四合星系統,距離地球約136光年,位在白羊座方向。這個系統中發現的行星是顆氣體巨行星,質量約為木星的10倍,繞其母恆星白羊30B公轉一周約為335天,比地球繞太陽一圈稍短一些。Roberts等人新發現白羊30B附近有個很近的伴星,只有23AU遠,不過行星本身並沒有環繞這顆伴星公轉。而這對近距雙星和另一對近距雙星白羊30A又互相環繞公轉,兩組雙星相距約1670AU,所以整個白羊30是個4合星系統。(註:AU為astronomical unit的縮寫,1AU相當於1億5000萬公里,為地球到太陽的平均距離。)

Image credit: NASA/JPL-Caltech

白羊30四合星系統示意圖。 (Image credit: NASA/JPL-Caltech)

如果可以站在這顆行星表面看天空,那麼看到的景象,應該是一顆小型的太陽,加上兩顆非常明亮、即使在白天也能看到的星星。而若利用夠大望遠鏡觀察其中一顆恆星,將發現這是一對會互相環繞的雙星。Roberts等人認為在這樣系統中的這顆行星,或任何可能環繞這顆行星公轉的衛星,都不太可能適合生命生存。

銀河系內有單星、雙星、三合星、四合星等各種不同的恆星系統,行星在不同的恆星系統中發展時,會受到不同的影響。觀測證據顯示伴星會影響行星的軌道,甚至讓某些行星可以長得更大更重,例如:熱木星(hot Jupiter),即那些木星等級質量且非常靠近母恆星的氣體巨行星,可能會受到伴星的重力擾動而被推得離母恆星更近一些。

而在HD 2638三合星系統中發現的行星,也是顆熱木星,距離母恆星非常近,公轉一周僅需3天左右。科學家已經知道這顆作為主星的母恆星和另一顆恆星間有重力束縛,兩者相距約0.7光年,相當於44000AU,以雙星觀點而言,這兩者的距離算是有點遠的。但近期觀測發現這個系統中還有第3顆恆星,離擁有行星的這顆主星只有28AU,約比太陽至海王星軌道小一些,近得足以影響這顆熱木星的軌道與未來的發展。

好玩的是,白羊30新發現的第4顆恆星和主星行星的距離,比HD 2638的第3顆恆星與主星行星的距離還近,但白羊30系統卻未見這第4顆恆星對主星行星的軌道有任何影響。這些天文學家無法解釋為何會出現這迥異的結局,只好期待未來持續的深度能讓他們解惑,進一步瞭解恆星的精確軌道,以及整個恆星系統複雜的動力狀態。

 

資料來源:

1. Planet ‘Reared’ by Four Parent Stars. [NASA, March 4, 2015 ]

本文轉載自網路天文館

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