【星聞星事】研究揭示互為垂直的奇異行星軌道

HD 3167是位于雙魚座的一顆明亮的橙矮星，距離地球約148光年。它的年齡大約為80億年，其大小約為地球的86%。 該恒星周圍已知環(huán)繞著三顆行星：HD 3167b, d和c (從內(nèi)至外)。2021年十月的一項(xiàng)研究報(bào)告認(rèn)為該系統(tǒng)最內(nèi)部的HD 3167b的運(yùn)行軌道幾乎垂直于HD 3167c的軌道（注：末位字母對應(yīng)行星發(fā)現(xiàn)順序）。

這樣奇異的行星軌道結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)了我們的傳統(tǒng)認(rèn)知，因?yàn)檫@與太陽系大相徑庭。太陽系內(nèi)行星的運(yùn)行軌道大體都位于太陽的赤道延伸面上。此般行星結(jié)構(gòu)也符合解釋太陽系起源的太陽星云學(xué)說：星云在緩慢的旋轉(zhuǎn)中，由于引力的作用云氣逐漸坍塌且漸漸變得扁平，最終形成恒星和行星。

對于HD 3167奇特結(jié)構(gòu)的一種可能解釋是該系統(tǒng)邊緣潛伏著未發(fā)現(xiàn)的第四顆更大質(zhì)量的行星，其引力作用導(dǎo)致了其內(nèi)部行星的軌道偏離。而最內(nèi)部的HD 3167b由于與恒星更為緊密的聯(lián)系使其受到的大質(zhì)量行星的引力干擾大大減弱，從而基本保持了原始的運(yùn)行軌道。

值得一提的是，這并非科學(xué)家第一次測量多行星系統(tǒng)中行星軌道面的方向。例如，在Kepler-56系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了兩顆運(yùn)行軌道與其主星赤道面成45°夾角的行星；K2-290A系統(tǒng)中存在兩顆軌道傾角為124°的行星，且它們的運(yùn)行方向與恒星自轉(zhuǎn)相反。

隨著我們對系外行星系統(tǒng)的研究加深，各式各樣有著奇特結(jié)構(gòu)的行星系統(tǒng)浮出了水面。相比之下，我們那擁有“平凡”結(jié)構(gòu)的太陽系卻顯得有些另類。這或許反映了太陽系相比其它系外行星系統(tǒng)更為“平穩(wěn)”的演化歷史，而這可能也是生命形成的必要條件。未來的十年里，詹姆斯·韋布和柏拉圖等一系列空間任務(wù)將大大擴(kuò)張系外行星的樣本庫，希望屆時(shí)我們能知曉太陽系是否是一個(gè)特殊且罕見的存在。

【圖片說明】：圖為圍繞HD 3167的兩顆行星，綠色為已知最內(nèi)部的HD 3167b，橙色為已知最外部的HD 3167c。版權(quán)：Geneva Observatory/Vincent Bourrier等人。

參考資料：

相關(guān)新聞報(bào)道：

https://astronomy.com/news/2021/11/exoplanets-with-topsy-turvy-orbits-found-around-inconspicuous-star

相關(guān)研究論文：

https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2021/10/aa41527-21/aa41527-21.html

供稿單位：南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院

撰稿：唐瑋

審校：謝基偉