天文學家確認軌道偏心率最大的系外行星

HD 20782b軌道與太陽系行星比較
一組由美國三藩市州立大學(San Francisco State University)天文學家斯蒂芬·凱恩(Stephen Kane)為首的研究團隊,發現HD 20782b是迄今已知軌道偏心率(eccentricity)最大的系外行星。他們還偵測到當這顆行星最接近其母恆星之時,其大氣層短暫反射星光造成的閃光。

HD 20782b離地球約117光年,位在南天的天爐座方向,質量下限約為1.8倍木星質量,但軌道行為卻像顆彗星一樣。其遠星點(離母恆星最遠之處)約距離母恆星2.5個天文單位,相當於太陽系中火星軌道所在,近星點則約0.06個天文單位,比水星還靠近太陽許多。這使得它的軌道偏心率達0.96,是迄今已知偏心率最高的軌道,太陽系中的任一天體都無法與之比擬。這意味著這顆行星繞母恆星公轉的軌道極扁長,從很遠的地方慢慢接近母恆星後,在最接近母恆星的近星點前後快速而迅猛地繞過母恆星。

天文學家認為這類偏心率極高的軌道,是研究行星大氣的絕佳機會。例如:在HD 20782b最接近母恆星時,會暴露在短暫但極猛烈的恆星輻射中,此時藉由研究HD 20782b所反射的星光,天文學測可推知大氣的結構與組成成分等。

以前曾做過的HD 20782b觀測結果就曾建議這顆行星可能擁有極扁長的軌道。凱恩等人透過TERMS巡天計畫(Transit Ephemeris Refinement and Monitoring Survey)的凌日觀測資料,現在不僅證實這一點,而且還取得了完整個軌道參數。利用這些新軌道參數便可估計並安排他們的觀測時程,並申請太空望遠鏡觀測時間已取得行星最靠近母恆星時的訊息。結果凱恩等人偵測到HD 20782b大氣反射光線所造成的HD 20782b亮度變化。由反射的星光,凱恩等人能進一步瞭解像HD 20782b這樣的系外行星在絕大部分遠離母恆星的旅途中,以及短暫接近恆星而被快速加熱的過程中,其大氣會有什麼樣的行為模式。

天文學家尚未完全確認HD 20782b的大氣組成,但這項最新的觀測研究的確顯示出這顆行星有類似木星的大氣層,有高反射率的雲層覆蓋於行星表面。像HD 20782b這樣的系外行星對天文學家而言還有眾多待解之謎,但光知道它有個很扁的橢圓軌道,卻很難解釋是什麼原因使得它變成這樣。

【圖:三藩市州立大學;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】

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