寂寞行星離家1兆公里　繞母恆星一週耗上90萬年

▲ 離家1兆公里的寂寞行星 2MASS J2126。（圖／引用自臺北天文館之網路天文館網站）

生活中心／臺北報導來自英國、美國與澳洲的天文學家Niall Deacon等人組成的研究團隊發現一顆原本被認爲失去家園的獨立行星（free-floating planet）2MASS J2126，其實是一顆離家太遠的寂寞行星。這些天文學家估計：2MASS J2126的軌道距離它的母恆星約1兆公里，相當於地球到太陽平均距離的7000倍，它繞母恆星一週得耗上90萬年！這是迄今已知軌道距離最遠的系外行星。

過去5年間，天文學家發現許多獨立行星，基本上都是類似木星的氣體巨行星，因爲質量不足，無法點燃核心的核融合反應以產生光與熱，所以只能默默的在寂冷的太空中黯淡逝去。測量這些獨立行星的溫度很容易，但其溫度與行星的質量和年齡都有關連。這意味着天文學家需要知道行星到底有多老，才能分辨出這些到底是質量比較大的行星，還是質量更大一些、但又不夠點燃核融合反應的「失敗恆星」，也就是所謂的棕矮星（brown dwarf）。

「失敗恆星」，即所謂的棕矮星

天文學家是利用紅外波段巡天計劃2MASS的資料庫發現2MASS J2126，資料顯示它可能是個年輕天體，因此質量偏低。2014年時，有加拿大學者確認2MASS J2126可能是一個約4500萬歲的星羣的成員之一，這個星羣被稱爲杜鵑座-時鐘座星協（Tucana-Horologium Association），主要成員除了恆星外，還有棕矮星。所以他們認爲2MASS J2126很年輕且質量夠低，所以應該是顆獨立行星。在同一天區中，有另一顆恆星TYC 9486-927-1被確認爲雖然也很年輕，但不屬於任何星羣或星協。然而，最新研究卻顯示TYC 9486-927-1與2MASS J2126在某方面是有關連的。

Deacon近年專門搜尋有遙遠伴星的年輕恆星系統。在這份搜尋工作中，Deacon和他的夥伴透過已知的年輕恆星、棕矮星和獨立恆星星表，尋找星表中的天體影無關連性。結果發現TYC 9486-927-1和2MASS J2126距離太陽均爲約104光年，而且在太空中移動方向與速度幾乎一致，如下圖，箭頭顯示的是它們1000年間的運動方向，顯示它們倆之間應該有某種關係。在發現它們8年之後，才發現它們有關連，顯見它們彼此間距離有多遠。

當他們詳細分析這兩顆天體時，卻無法將TYC 9486-927-1和2MASS J2126歸屬於任何已知的年輕星羣。這讓他們很失望，因爲若他們是某個年輕星羣或星協的成員的話，那麼可藉此估計它們的年齡。但現在這條路不通了，只好另闢他徑。

鋰元素含量愈多，代表這顆恆星愈年輕

他們選擇的方式是測量這兩顆天體的光譜中鋰元素譜線的強度。鋰元素是宇宙大霹靂後的初始元素之一，很容易在恆星生命的早期就被破壞掉了，所以若測得的鋰元素含量愈多，代表這顆恆星愈年輕。TYC 9486-927-1的鋰譜線強度，比年約4500萬歲的杜鵑座-時鐘座星協的恆星還強，但TYC 9486-927-1鋰譜線強度又比另一個年約1000萬歲的星羣成員星還弱，意味着它的年紀介在這兩者之間。

基於這個年齡大小，Deacon等人估計2MASS J2126的質量約在11.6~15倍木星質量之間。這個質量大小不巧正好介在行星和棕矮星之間，意味着2MASS J2126的質量、年齡、表面溫度等，都與第一批直接拍到影像的系外行星之一的繪架座βb（beta Pictoris b）這顆行星相近。

與繪架座βb相較之下，2MASS J2126和其母恆星TYC 9486-927-1的距離是繪架座βb的700多倍，但軌道這麼寬的行星系統是如何形成卻存留下來而沒解散，迄今仍無合理的解釋。

有趣的是，以它繞母恆星一週需時90萬年來看，從它誕生至今，繞着母恆星轉還不到50圈，以這種狀況來看，在這顆行星上有生命存在的可能性極低，如果這顆行星上有任何生物存在的話，那它們擡頭仰望所見的「太陽」，大概只相當於一般夜空所見的亮星，所以真的很難想像這兩個天體會有關連性。（文／引用自臺北天文館之網路天文館網站）