1992年人類第一次發現太陽系外的行星，自此以後，天文學家發現了數以千計這樣的系外行星，當中不乏與我們太陽系極不相同的行星系統。這些行星系統早期的演化過程，對它們後來的狀態有着重要的影響，因此更深入了解年輕的行星系統，將是加深我們理解的重要一環。今天就和各位分享一個有關年輕行星系統的研究。

金牛座V1298是一顆相對年輕的恒星，只有大約二千多萬年的歷史，位於金牛座和御夫座之間的星雲中。至今為止，我們發現金牛座V1298共有四顆行星：距離主星較近的兩顆稱為c和d，距離較遠的則稱為b和e。（這些行星的命名是以發現的先後順序來決定，因此當考慮它們與中心主星的距離時，難免會造成命名次序混亂的感覺。）金牛座V1298也是一個非常「擁擠」的行星系統：這四顆行星與主星的距離，甚至不及太陽與水星之間的間隔。

金牛座V1298很「擁擠」

金牛座V1298行星系統相對於我們的方向，為我們提供了另一種觀測方法。從地球看過去，我們剛好可以從側面觀察這個行星系統，因而看到四顆行星以固定的周期圍繞中央主星運轉，並有規律地在主星前方經過，輕微遮擋主星的光芒。從地球的方向看去，每大約八、十二、二十四和四十八天，我們就會觀測到主星的亮度略為降低，對應這四顆行星的軌道周期。

在金牛座V1298這類擁擠的行星系統中，行星之間的萬有引力相互作用，也會因為距離較短而產生更顯著的效果。當這些行星繞中央運行時，視乎它們的相對位置，有時一顆行星會受到其他行星的引力影響而減速，導致軌道周期比正常略長；另一些時候行星被其他行星引力加速，因此速度加快，使得軌道周期變短。結果我們會觀測到行星的周期有規律地增減，表現出規律性變化。

這種規律源於系統中行星之間的萬有引力，因此可以反推出這些行星的質量。近日有研究團隊觀測了四十三次這些行星的軌道周期，進而推斷出金牛座V1298系統中，行星的質量分別是地球質量的五、六、十三和十五倍。與此同時，我們也可以在這些行星經過主星前方時測量出它們的半徑，得知其大小。

有了質量和半徑的數據，我們更可以計算出每顆行星的密度，結果發現它們的密度只有水密度的8%至20%，是已發現的系外行星中密度最低的幾顆之一。這些密度低的行星又稱為超級蓬鬆行星，中間是一個較小的岩石核心，外圍則包裹着一層厚厚的、由氫氣和氦氣組成的大氣層。

小結

太陽系外的行星系統是如何演化的？這個課題我們還需要進一步探究。今天分享的關於金牛座V1298的研究，幫助我們認識行星系統年輕時的狀況。

●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。