發現堂兄弟組的系外行星

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絕大部分已知的系外行星所環繞的母恆星是像太陽一樣的單星。然而許多恆星其實都是雙星系統的成員,而雙星中的子星是從同一片星雲中誕生出來的,如同家族中的同胞兄弟。英國基爾大學(Keele University)、瑞士日內瓦天文台和比利時等地的天文學家Marion Neveu-VanMalle等人則首度發現一個雙星系統WASP-94,兩子星WASP-94A和WASP-94B各擁有一顆熱木星(hot Jupiter),以血緣論,這兩顆熱木星便如同堂兄弟般。

WASP-94是由光譜型F8的A星與F9的B星組成的雙星系統,兩星相距約15″,相當於約2700AU。由基爾大學領導的WASP-South巡天計畫,發現WASP-94A的亮度有微小的降低,顯示有顆類似木星的系外行星從WASP-94A前方通過,由凌日法估算的行星半徑約為木星的1.72倍,質量約木星的0.445倍,繞A星公轉一周需時3.95天,而且似乎是逆行軌道(與母恆星自轉方向相反)。瑞士天文學家之後則指出WASP-94A的確有顆行星環繞,後來偶然機會下以都卜勒測量(徑向速度法)發現WASP-94B也有一顆系外行星環繞它,質量下限約為0.617倍木星質量,公轉週期為2.008天。這兩顆系外行星的公轉軌道面並不在同一平面上,顯是至少有其中一顆行星的軌道面相對於雙星公轉軌道面是傾斜的。由於WASP-94的兩顆星算是相當明亮,因此可以很容易地研究非常接近母恆星的行星們,或許有機會瞭解這些行星的大氣組成。

熱木星是質量相當於木星或比木星大的氣體巨行星,而且離母恆星非常近,公轉一圈通常僅需數天而已。熱木星的數量並不多,所以在同一個恆星系統中發現2顆熱木星的機率非常低。會不會WASP-94這個雙星系統就是剛好可以同時製造數顆熱木星的狀況?如果真是如此,那麼WASP-94這個恆星系統就非常重要,因為或許可透過它去瞭解為何熱木星會這麼靠近母恆星。

由於熱木星是氣體巨行星,按理來說無法在離恆星很近、溫度過高的地方生成,所以關於這些熱木星為何如此靠近其母恆星一直是個謎。理論上,熱木星原本是在離母恆星比較遠地方誕生,此處的溫度低到足以讓原行星盤中的氣體凝華成冰,逐漸形成新行星的核;之後受到與另一顆行星或恆星重力交互作用的影響,這些新誕生的氣體行星軌道逐漸向內遷移,愈來愈靠近母恆星。在雙星系統中發現2子星各有一顆熱木星,或許可以讓天文學家研究這個行星向內遷移的過程;這也讓WASP-94系統成為WASP-South巡天計畫迄今最重要的發現之一。

參考資料:Keele astronomers find ‘cousin’ planets around twin stars. Keele University [30 September 2014]

本文轉載自網路天文館


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