不守規矩的行星

不守規矩的行星

同一張「煎餅」上的行星

在我們的太陽系中，行星們的軌道有個顯著的特點，就是這些橢圓一個套一個，幾乎都在一個平面上，就像都貼在一張煎餅上似的，沒有誰的軌道翹出來。不同行星的軌道面偏差最多也不過幾角秒。這個偏差小到什麼程度呢?打個比方，如果把不同行星的軌道面比作一張直徑1000米的大餅，它們的軌道面的偏差就只有一張紙那麼薄!

根據天文學家關於太陽系形成的說法，這其實是個很自然的結果。整個太陽系以及各個行星都是從一塊氣體雲中誕生的，氣體雲旋轉收縮，中心形成了太陽，外圍形成了一個扁平的氣體盤，在氣體盤中誕生了各個行星。行星們的轉動都延續著原來氣體盤的方向，所以都是相同的，軌道也在一個平面上就不足為奇了。

按理說，太陽系外的行星形成，應該和我們太陽系沒啥本質不同，所以它們如果也有兄弟姐妹，軌道應該也同在一個平面上。不過，美國天文學家的發現卻打碎了這個想法，他們發現仙女座中一顆恆星周圍的兩顆行星排列得完全不合規矩。它們的軌道橢圓非但不在一個平面上，兩者的夾角甚至達到了30度之多!

如何窺視地外行星的一舉一動?

這顆恆星距離我們有45光年，質量比太陽略大，目前已發現它有3顆行星。它是天文學家在太陽系外發現的第一個擁有兩顆以上行星的恆星。這麼遠的距離，天文學家是如何發現行星的軌道有異常情況呢?

我們常說行星圍繞恆星運動，實際上是恆星、行星都圍繞著它們共同的質量中心運動，不過由於恆星的質量遠大於行星，質量中心也就非常接近恆星，因此看起來好像是行星圍繞恆星運動，其實恆星也在圍繞質量中心轉動，不過運動幅度很小，看起來只有輕微的擺動。但由於仙女座的這顆恆星離我們太遠了，所以無論是行星的運動還是恆星的擺動，我們都無法直接觀測到。

為此，美國科學家只能結合地面望遠鏡和哈勃太空望遠鏡的觀測數據進行研究。地面望遠鏡可以觀測這顆恆星的視向速度。所謂視向速度，就是恆星沿著我們視線的方向遠離或者靠近我們的速度。如果恆星向著我們運動，光的光譜就會變藍;背離我們運動，光的光譜就會變紅。通過觀測恆星光譜的變化，天文學家就可計算出恆星的視向速度。知道了視向速度的變化，就可以知道恆星擺動的情況，以及周圍行星的信息了。

不過，單靠視向速度即恆星前後運動的信息是不夠的，恆星擺動的時候，在天空中上下左右的位置也會變化，而地面望遠鏡的能力有限，沒辦法測量恆星在天空中位置的變化，這時候就要靠太空中的哈勃望遠鏡了。

哈勃望遠鏡可以辨認出這顆恆星在圍繞質量中心運動時，在天空中位置出現的微小變化。把這些數據同地面望遠鏡的觀測數據結合起來，天文學家不但更加精確地得到了恆星外圍兩顆行星的質量，還計算出了這兩顆行星軌道的夾角。

這是天文學家第一次在太陽系外的行星上完成這樣的計算。令人驚訝的是，這顆恆星外面的兩顆巨大的氣態行星軌道夾角達到了30度。

誰讓行星不守規矩?

為什麼行星會不守規矩呢?

天文學家推測，導致這種現象的原因可能有二，一是行星間的強烈影響，這兩顆巨行星相互之間的引力很大，可能擾亂了它們本來在同一平面上的軌道，或是它們被外面一顆還未被發現的行星吸引，而改變了運動的步調。

另一種可能是，這顆恆星還有伴星，伴星對兩顆行星施加了影響，扭轉了行星的軌道平面。這顆恆星的確存在著一顆伴星，即質量較小的紅矮星，它到這顆恆星的距離至少相當於地球到太陽距離的750倍。它的引力對於那些行星必然有所影響，在其作用下，行星軌道脫離原來的平面，是完全可能的。

這顆攜帶行星的恆星距離太陽系還算比較近，天文學家可以通過它來了解太陽系外的宇宙，那裡也許還會給我們帶來更多意想不到的發現。

兩顆氣態巨行星軌道夾角超過了30度

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