公轉週期只有十八小時的系外行星即將走上死亡末路

英國華威大學（University of Warwick）天文學家詹士·麥高馬（James McCormac）等人觀測到木星級系外行星NGTS-10b繞其母恆星公轉只需時十八小時，換言之，它的一年比地球的一天還要短很多。這是到目前為止，已知公轉周期最短的系外行星。然而，這麼近的軌道讓行星處於將被母恆星重力摧毀的險境。這項發現將有助於天文學家瞭解離如此近的軌道下，這顆行星還能堅持繞恆星多久才會墜入恆星而被摧毀。

這種離母恆星這麼近的氣體巨行星稱為熱木星（hot Jupiter）。NGTS-10b距離地球約一千光年，直徑約為木星的1.2倍，質量約木星的兩倍，是由位在智利的新世代凌日巡天計畫（Next-Generation Transit Survey，簡稱 NGTS）發現的，該計畫是以凌日法搜尋海王星等級以上的系外行星，每次搜尋範圍達一百平方度，可包含十萬顆恆星。這十萬顆恆星中，有那麼一顆恆星顯得非常怪異，亮度頻繁下降，顯示是有顆行星快速繞行之故。

天文學家將公轉周期小於二十四小時的這類系外行星歸類為短軌道周期熱木星，由於體積大且凌日次數頻繁，因此很容易偵測到；但最後偵測結果卻證明這類系外行星很稀少。迄今已知的熱木星約有數百顆，但其中僅有七顆是軌道周期熱木星。

NGTS-10b和母恆星的距離，只有母恆星直徑的兩倍，如果將它放到太陽系裡，它和太陽的距離將比水星還近二十七倍。這個距離已經很接近恆星潮汐力能撕毀行星的界線，即所謂的洛希極限（Roche limit）。麥高馬等人推測：這顆行星很可能處在潮汐鎖定（tidally lock）的狀態，始終以同一面面對其母恆星，如同月球始終以同一面面對地球一樣，如此一來將造成始終面對恆星的白晝一側溫度可能高達攝氏一千度以上。NGTS-10恆星本身是顆紅矮星，半徑只有太陽的0.7倍，表面溫度則比太陽冷一千度左右，年齡則約十億歲左右。行星通常在恆星形成後不久就形成，所以NGTS-10b的年齡大概也在十億歲左右。這讓NGTS-10b成為未來韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）檢測系外行星大氣表徵的絕佳目標。

大質量行星通常是在離母恆星比較遠的地方形成，然後因與仍在形成的原行星盤交互作用，或是因為和更遠的其他行星交互作用，最後使位置發生變動。麥高馬等人計畫對NRTS-10b進行高精度測量，並在未來十年持續關注這顆行星的軌道周期有否縮減，以便確認它的位置是待在原地，還是逐漸向恆星靠近。從遙遠的行星系統外側逐步靠近恆星，在最後瀕臨被恆星摧毀至真的被摧毀的階段可能非常短暫，因此這些天文學家相當慶幸能在茫茫星海中撈到一顆恰處在這個短暫階段的系外行星。不過或許行星遷移的效率並不如之前想像的好，那麼這顆行星或許就會在現在的軌道位置上待很久了。

【圖：華威大學；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的英國《皇家天文學會月報》