發現雙星系統中有後退運行的行星

由丹麥奧胡斯大學（Aarhus University）恆星天體物理學中心的瑪麗亞·約瑟斯（Maria Hjorth）和西蒙·阿布特（Simon Albrecht）副教授領導的一組研究人員發現一個特殊的系外行星系統，其中兩顆系外行星倒轉環繞它們的母恆星運行。這種令人驚訝的軌道結構是由原行星盤引起，在原行星盤中，形成的兩顆行星被該系統中的第二顆恆星翻轉。

研究團隊發現了一個非常有趣的行星系統。當恆星繞它的自轉軸旋轉時，有兩顆行星圍繞恆星向相反的方向運行。與我們的太陽系不同，在太陽系中，所有行星運行的方向都與太陽旋轉的方向相同。

這不是已知的倒後行走行星系統的第一個案例，最早的案例是十多年前發現。但這是個罕見的案例，我們知道是什麼原因導致這種嚴重的偏差，並且其解釋它們其它系統出現不同的地方。

在任何行星系統中，行星都是由形成自轉圓盤狀物質繞著一顆年輕恆星旋轉了幾百萬年的原行星盤誕生。通常行星盤和恆星的旋轉方式相同。但是，如果有一顆距離一光年以內的伴星，它的重力可能會使到這個行星盤傾斜。情況相當於旋轉的陀螺，它的旋轉速度變慢，並且自轉軸本身開始以圓錐形旋轉時，基礎物理與旋轉陀螺顯示的行為相同。

在2012年有人首次提出恆星系中理論上有可能存在這種行星，現在，研究團隊找到第一個符合這種情況的恆星系統。團隊成員之一，東京工業大學地球行星學示副教授平野照幸表示：在發現K2-290系統後，我們意識到這個系統非常適合測試該理論，因為它不僅由兩顆行星環繞，而且還包含兩顆恆星，下一步將是對系統進行更詳細的研究。

奧爾胡斯大學博士生（Emil Knudstrup）說：「在整個研究學習過程中，行星在狂亂的未對準軌道上行走的想法使我著迷。預測這些特殊的軌道存在是一回事，與我們在太陽系中看到的非常不同，參與實際發現它們是另一回事！令人著迷的是，像原行星盤這樣巨大的結構受，也與陀螺受到相似的物理學支配。」

這個發現顯示，天文學家不能再假設行星形成的初始條件在恆星自轉和行星軌道之間表現一致。重要的是，儘管其它解釋系外行星系統異常的理論，在短週期軌道上的大型類木星行星上往往表現出色，但行星盤傾角機制適用於任何大小的行星。例如，可能還有另一顆類似地球的行星，會環繞它的母恆星南北兩極運行。

【圖、文：節譯自奧胡斯大學2021年2月15日新聞公佈】研究全文刊登在2021年2月15日出版的《美國國家科學院院刊》