

人類一直好奇,在碩大的宇宙中,還有沒有類似地球的星體適合我們居住。隨着科技的發展,在過去三十年,已有超過五千顆太陽系以外的行星被發現。一般來說,這些系外行星會跟隨它們的「主星」向同一個方向公轉;這次就和各位分享一顆「特立獨行」、與主星反向公轉的系外行星,以及它是怎麼出現的。
總的來說,系外行星可以有各種不同的大小、質量、軌跡的長短。不過,基於物理學原理,或是受觀測的技術所限制,我們現今發現的系外行星都有一些共通點:系外行星通常都在跟太陽相類的天體附近被發現,整個系統通常都是向着同一個方向轉動,而當中往往只有一顆行星。
「向着同一個方向轉動」這個特性與系外行星形成的機制有關。一般來說,行星源於一團宇宙中的氣體和塵埃,隨着這些氣體和塵埃旋轉,它們會因為引力而慢慢聚合形成行星。正因為源於同一團共同旋轉的物質,同一系統行星一般傾向順着同一個方向轉動。
系外行星可能由噴發物質中形成
南極座這個星座中就有一個與眾不同的案例。在中國的星官系統中,這組天體被叫做「蛇尾三」,它其實是一個雙子星系統,由一顆質量約為太陽1.6倍的主星(nu Oct A)和一顆約半個太陽的伴星(nu Oct Ab)組成,其後才發現還有另一顆行星(nu Oct B)的存在。nu Oct Ab用盡中心氫氣進行核聚變,進入了所謂次巨星的階段;nu Oct B就更為極端,進入了白矮星的狀態,相當於只留下原本星體最核心的部分,不再有能量進行核融合反應。
那這第二顆行星是如何被發現的?天文學家觀察到南極座主星與伴星徑向速度與預想有偏差,且這個偏差周期性出現,故推測在它們兩者之間應該有一個系外行星。
這個系外行星的存在本身十分特別,按理說它公轉的方向和另外兩個天體正好相反,而且在兩個天體的中間位置會受到它們的萬有引力的拉扯,怎麼會形成行星呢?
研究學者指出,當系統中的天體形成白矮星時,可能會把原來星體的物質向附近噴發。在南極座的這個例子中,這些物質的質量與太陽差不多,足以形成系外行星。這些物質後來也許受系統中的另一個天體牽引,再慢慢聚合成這個系外行星。
由於這個系外行星並非與系統中的兩個天體一同形成,它們公轉方向並不一定會相同。研究人員利用電腦模擬模型確認,現在的狀況是這個系統唯一一個穩定的狀態;在其他條件下,這個系統中的三個天體都不能長久地聚在一起。
小結
雙星系統在宇宙中其實並不稀奇,這次分享的逆行系外行星提醒了我們,系外行星的存在可能比我們之前推想的更常見。行星形成機制,可能還有更多需要深入研究的部分。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目,一直致力推動科學教育與科普工作,近年開始關注電腦發展對社會的影響。
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