在冥王星被從「太陽系行星」行列除名後,太陽系目前只剩下八大行星。可是不少科學家認為,在某個地方還有一顆夠得上行星標準的天體,是太陽系的第九顆行星,尋找這顆行星的研究從未停止過。

最近,哈勃望遠鏡發現一個距離我們336光年的雙恆星系統內,一顆軌道非常奇怪的行星。這讓科學家想到,在我們太陽系很可能也存在這樣一顆有著如此繞行機制的行星,正是一直在尋找的第九行星。

這顆名為HD 106906 b 的系外行星質量是木星的11 倍,在2013年發現。可是一直無法了解它的軌道,現在通過哈勃望遠鏡檔案庫和新的觀測,共超過14 年來的數據,終於確定了它的軌道。

數據顯示,這顆行星和主星的距離超過了地球與太陽之間距離的730 倍,接近68 億英里。它繞行主星一周要1.5 萬年。相對於這樣長的軌道周期,哈勃望遠鏡觀測的時間跨度算是很短的了。

這顆系外行星位於一個小行星碎片組成的盤狀區域,類似太陽系內位於海王星之外的那個柯伊伯帶(Kuiper Belt)。

這份研究的主要作者加州大學伯克利分校的阮明治(MeijiNguyen,譯音)說:「這個系統和太陽系有著獨特的相似之處。這顆行星距離主星非常遙遠,有著偏心和嚴重傾斜的軌道,與我們對第九行星的預測都符合。」

這個恆星系統只有1,500 萬年的歷史,研究者認為這意味著,如果太陽系在柯伊伯帶的確存在第九行星,那麼它應該是在太陽系形成的初期已經誕生的行星。科學家測定太陽系有著46 億年的歷史。

高度不對稱的 小行星碎片盤

HD 106906 b 所位於的小行星碎片盤非常古怪,呈現高度不對稱性的形態。想像一下一般的盤狀物體是批薩餅一樣的圓形,圓盤的各處厚薄是均勻的。而這個碎片盤的一邊缺了一角,而且這個區域的物質垂直分佈在盤狀區域上下方,不像另一邊那樣水平方向上均勻地分佈。

研究人員猜測,這可能與這顆行星偏心的軌道相關。由於主星不是位於軌道平面的中央,因此當行星運行到最靠近主星的地點時,它攪起圓盤內的物質,物質被推到垂直方向上的空間。研究人員利用電腦模型,模擬它的運行看到了相同的情形。

離奇的超遠軌道成因

一種主流的理論認為,它誕生的時候距離恆星較近,大約只有地球與太陽之間距離的3 倍。系統內氣體塵埃盤的引力導致行星不斷向更加靠近兩顆主星的位置移動。可是兩顆主星互相繞行的引力又把它拋到一個偏心的軌道上,甚至差點把它甩出這個恆星系統。接著,通過來自外系統一顆路過的恆星的引力,才穩住了這顆行星,使它固定在目前這樣遙遠、偏心的軌道上運行。

從歐洲太空局(ESA)蓋亞(Gaia)觀測站的數據,2019 年研究人員確定了一顆恆星,很可能就是穩住這顆行星的那顆「路過的恆星」。

它是太陽系 第九行星的翻版?

在推測出系外行星HD 106906b遠距離軌道可能的成因後,研究人員認為太陽系的柯伊伯帶內很可能也隱藏著這樣一顆行星。

這顆隱藏的行星很可能也是在太陽系內圍誕生,後來在與木星相互作用後被拋到外圍區域——比冥王星更遠的地方。同樣,路過的恆星幫它穩住了軌道。

合作研究員加州大學的卡拉斯(Paul Kalas)說:「我們彷彿有個時間機器,帶我們回到46 億年前系統在誕生行星的時期,看到那個時候年輕的太陽系究竟是怎樣演化的,這些行星究竟經過了怎樣的移動,軌道怎樣被調整。」這份研究12 月10 日發表在《天文期刊》(The AstronomicalJournal)上。◇