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2016-09-21 有3顆太陽的行星HD 131399Ab

 
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SPHERE observations of the planet HD 131399Ab. Credit: ESO/K. Wagner et al.  星際大戰電影中,天行者路克的家鄉—圖塔因(Tatooine)的天空中掛著2顆太陽,可是真實宇宙中有比這更神奇的景象。一組天文研究團隊利用歐南天文台(ESO)超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)上所架設的SPHERE儀器進行觀測,拍攝並發現了一個更奇怪的系外行星系統:被3顆太陽照射的HD 131399Ab。這類行星的軌道通常不穩定,會快就會被這樣的恆星系統中踢出去,但這個HD 131399Ab卻是個例外。從這個觀測研究結果,顯示這類系統可能比先前認為的還要普遍而常見。

  這個系外行星系統HD 131399位在半人馬座方向,距離地球約320光年,由三顆恆星組成,分別標示為A、B與C。其中最大最亮的主星A,質量比太陽大了8%左右。在距離A約300AU處的B與C是密近雙星,B次之,C是三者中最小最暗的;BC相距約10AU(相當於太陽到土星的距離),B與C互繞,然後兩者再共同與A互繞。

The orbits of the planet and stars in the HD 131399 system. Credit: ESO  新發現的行星環繞主星A公轉,故編號為HD 131399Ab,以電腦模擬觀測資料的結果,估計這行星距離其母恆星A約80AU,約相當於太陽到冥王星距離的2倍。雖然只繞著A公轉,但B與C其實也在這顆行星不遠處,所以這顆行星每天會經歷3次日升日落;或是有時若恰好位在A與BC之間時,您知道會有什麼狀況嗎?此時的行星會腹背均沐浴在陽光下,沒有晝夜之分了。這項研究的第一作者、美國亞利桑納大學博士生Kevin Wagner從數百顆系外行星候選者中鑑定出HD 131399Ab。他表示:這顆系外行星有一半軌道時間,約550地球年,3顆恆星同時掛在天空,比較暗的B與C的位置總是彼此靠近,而B與C相對於最亮的A的位置會則不斷變動。另外還有1/4的軌道時間,約140地球年,當A下時,B與C恰好從地平的另一側升起,使得HD 131399Ab全球都處在白晝狀態下。

  HD 131399三星系統是迄今已知軌道最寬的聚星系統(multi-star system)。然而這樣的軌道因為太複雜而通常不穩定,受到來自B與C這兩顆恆星的重力擾動,所以在這樣軌道狀態下的行星別想有穩定軌道。

  天文學家估計HD 131399Ab的年齡僅有1600萬歲,是迄今已知的最年輕的系外行星之一,也是少數幾顆直接被拍到身影的系外行星之一。估計其表面溫度約攝氏580度,質量約與木星相當,所以它也是最冷且質量最小的被直接拍到影像的系外行星之一。雖然都是「之一」,但HD 131399Ab的特別之處就在它的複雜的聚星系統中,公轉軌道卻出乎預期、依然相當穩定的有趣動力學狀態。

  Wagner等人從電腦模擬結果顯示:HD 131399Ab的軌道可以維持穩定,但這種穩定非常微妙,只要有些微的變動就會非常快的切換到不穩定狀態;換言之,這顆行星如果離主星A遠一點點,那麼它必定會被踢出這個恆星系外。

  雖然無法預期HD 131399Ab的結局會是什麼,但顯然這樣聚星系統裡有行星的機率,顯然比天文學家之前認為的還要普遍。天文學家原本就對聚星系統裡的行星非常感興趣,因為這種系統雖然複雜,但卻能提供行星形成與軌道變遷等非常有用的訊息,更何況HD 131399Ab是處在一個軌道距離如此寬闊的聚星系統中,更讓這些天文學家想更進一步瞭解這樣的怪異系統。

  SPHERE主要以紅外波段進行觀測,因此利用一系列智慧偵測方式,導正地球大氣擾動,並將來自母恆星的光予以屏蔽後,便可偵測到年輕行星發出的熱特徵。HD 131399Ab是第一顆用SPHERE發現的系外行星,也證明了SPHERE在搜尋系外行星的敏銳程度。

資料來源:http://www.eso.org/public/news/eso1624/, 2016.07.7, KLC 

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