剑鱼座AB移动星群中 发现离太阳系最近的独立行星

▲独立行星CFBDSIR2149。(图/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

国际中心综合报导

法国天文学家Philippe Delorme等人利用位在智利的超大望远镜(VLT)和位在夏威夷的加法夏望远镜(CFHT),发现一颗不属于任何恒星的疑似行星,正独自在星际空间流浪。这个天体距离太阳系仅约100光年左右,如果确认它是行星的话,那么它将是离太阳系最近的独立行星。这颗行星距离这么近,又少了恒星过亮的光芒在旁干扰,提供天文学家一个特别的机会,可以直接且详细地研究这颗行星的大气状况,并将研究结果应用在未来以仪器拍摄其他恒星旁的系外行星影像上。

独立行星(free-floating planet,或译为孤儿行星或自由行星)是行星级的天体,不似一般行星环绕某颗恒星公转。以前也曾经发现过独立行星,但之前的案例无法确定这些独立行星的年龄,因此无法确定这些天体究竟真的是行星,还是那有「失败的恒星」之称的棕矮星

最新发现的这个天体编号为CFBDSIR J214947.2-040308.9,简称为CFBDSIR2149,这些研究学者专门搜寻低温棕矮星天体的CFHT棕矮星巡天计划(CFBDS)红外观测资料中先发现这个天体,之后才利用VLT做后续观测分析,因此这个天体的编号为CFBDS计划名称+IR波段+天体赤经赤纬座标的结果。

研究结果显示CFBDSIR2149似乎位在银河系内一个由年轻恒星组成的星流—剑鱼座AB移动星群(AB Doradus Moving Group)中,剑鱼座AB移动星群是离太阳系最近的移动星群,位在南天的剑鱼座方向;移动星群内的恒星们一起朝一个特定方向漂流,一般认为星群内的恒星们应该是几乎在同一时期内形成的,换言之,它们的年龄相差无几。如果CFBDSIR2149真的与剑鱼座AB移动星群有关代表这个天体也很年轻,光从这一点,再结合更多这个天体的性质,包括温度质量及其大气组成等,天文学家又可以说出一出故事来。

▲一「拍」个不见阳光的流浪星球。(图/中研院天文网)

由此可知,确认CFBDSIR2149和剑鱼座AB移动星群的关系,确定CFBDSIR2149的年龄,是进行下一步研究的关键线索。在假设CFBDSIR2149与剑鱼座AB移动星群的前提下,得出CFBDSIR2149的质量约为4~7倍木星质量,表面温度摄氏430度(与金星差不多),年龄则与剑鱼座AB移动星群相仿,约5000万~1亿2000万年左右。这是第一个在移动星群中找到的独立行星级天体,这个与移动星群之间的关系,让它成为天文学家眼中最有趣的疑似独立行星。

不过,也不能完全排除这个天体只是恰巧在剑鱼座AB移动星群方向,与这个移动星群无关的可能性;研究学者经由分析CFBDSIR2149的自行运动,估算CFBDSIR2149与剑鱼座AB移动星群有关的机率高达87%,有95%以上的机率是颗相当年轻的行星级天体,所以他们基本上已经认定它是移动星群的一份子了。

一般认为像CFBDSIR2149这样的独立行星的形成过程应该如同正常行星一样,之后才因不明原因被踢出原本的行星系统;也可能是类似质量最小的恒星或棕矮星的形成过程,因而成为一个孤独的天体,在太空中流浪。无论哪一种形成方式,都让人心生疑惑。

现在,如果能确认CFBDSIR214确实是一个被原生行星系统抛弃的独立行星,天文学家或许可以进一步重建并检视这个行星从诞生到被抛弃的过程,或者也可藉之了解一般恒星的诞生过程到底可产生的恒星质量下限是多少。

天文学家们认为独立天体可能为数不少,可能和正常恒星一样多,甚至近期有研究显示银河系中独立天体的数量主序星的两倍之多。如果CFBDSIR2149与剑鱼座AB移动星群无关,没办法透过移动星群了解它的本质特性,那么它可能就会被归类为是小型的棕矮星。不过,无论是独立行星还是棕矮星,都是了解行星和恒星如何形成和有何行为举止的重要线索。(文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)