離主星一兆公里的寂寞行星

畫家筆下的寂寞行星2MASS J2126
英國、美國與澳洲的天文學家尼爾·迪肯(Niall Deacon)等人組成的研究團隊發現一顆原本被認為失去家園的獨立行星(free-floating planet)2MASS J2126,其實是一顆離家太遠的寂寞行星。這些天文學家估計:2MASS J2126的軌道距離它的母恆星約一兆公里,相當於地球到太陽平均距離的七千倍,它繞母恆星一周得耗上九十萬年!這是至今已知軌道距離最遠的系外行星。

過去五年間,天文學家發現許多獨立行星,基本上都是類似木星的氣體巨行星,因為質量不足,無法點燃核心的核融合反應以產生光與熱,所以只能默默的在寂冷的太空中黯淡逝去。測量這些獨立行星的溫度很容易,但其溫度與行星的質量和年齡都有關連。這意味著天文學家需要知道行星到底有多老,才能分辨出這些到底是質量比較大的行星,還是質量更大一些、但又不夠點燃核融合反應的「失敗恆星」,也就是所謂的棕矮星(brown dwarf)。

天文學家是利用紅外波段巡天計畫2MASS的資料庫發現2MASS J2126,資料顯示它可能是個年輕天體,因此質量偏低。2014年時,有加拿大學者確認2MASS J2126可能是一個約4500萬歲的星群的成員之一,這個星群被稱為杜鵑座-時鐘座星協(Tucana-Horologium Association),主要成員除了恆星外,還有棕矮星。所以他們認為2MASS J2126很年輕且質量夠低,所以應該是顆獨立行星。在同一天區中,有另一顆恆星TYC 9486-927-1被確認為雖然也很年輕,但不屬於任何星群或星協。然而,最新研究卻顯示TYC 9486-927-1與2MASS J2126在某方面是有關連。

迪肯近年專門搜尋有遙遠伴星的年輕恆星系統。在這份搜尋工作中,Deacon和他的伙伴透過已知的年輕恆星、棕矮星和獨立恆星星表,尋找星表中的天體影無關連性。結果發現TYC 9486-927-1和2MASS J2126距離太陽均為約一百零四光年,而且在太空中移動方向與速度幾乎一致,如右圖,箭頭顯示的是它們一千年間的運動方向,顯示它們倆之間應該有某種關係。在發現它們八年之後,才發現它們有關連,顯見它們彼此間距離有多遠。軌道這麼寬的行星系統是如何形成卻存留下來而沒解散,至今仍無合理的解釋。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】研究全文刊登在已經出版的英國《皇家天文學會月刊》

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