天文學家對直接拍攝系外行星系統評估它們可能的質量

美國加州大學聖巴巴拉分校（University of California, Santa Barbara）米雷克·布蘭特（G. Mirek Brandt）的研究團隊，日前發表有關於HR 8799行星系統的質量測量研究。HR 8799行星系統得名於首批以「直接成像法」發現系外行星，這個看似簡單暴力的方法其實對於發現系外行星來說非常罕見，因為行星與巨大的行星相比又小又暗，幾乎不可能直接拍攝到遙遠恆星附近的行星系統。

HR 8799系統便是一個特例，因為其中的系外行星夠大：該系統四顆行星的質量皆大於木星的五倍；再者它們距離母恆星足夠遠：最接近HR 8799的HR 8799 e仍是木星距離太陽的三倍遠。從2008年首次發現以來13年間，科學家一直持續觀察這個難得一見的系統。

由HR 8799系統幾乎沒有徑向的軌道運動，因此通常用來測量系外行星質量的「徑向速度法」無法派上用場。最近加州大學聖巴巴拉分校的團隊嘗試以簡單的牛頓力學，分析HR 8799系統恆星受到周圍行星的軌道攝動。

團隊使用歐洲太空總署的蓋亞（Gaia）太空望遠鏡DR3所釋出的精準自行資料，對HR 8799 e質量的最佳估計為木星的9.6倍，標準差約為2，代表HR 8799 e有95%以上的信心水準低於木星的13倍左右，如果天體高於這個質量，就有機會產生足夠的壓力在核心中發生核反應，形成原恆星。

研究團隊也根據軌道攝動分析的結果指出，HR 8799 e軌道內側沒有存在其他大質量氣態巨行星的跡象，當然那些無法造成顯著攝動的小質量岩質行星倒是有可能存在。

【圖：美國加州大學聖巴巴拉分校；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年7月1日出版的《天體物理學快報》 標題是：The First Dynamical Mass Measurement in the HR 8799 System

HR = Harvard Revised Bright Star Catalogue = 哈佛修訂亮星星表