2009-01-02

在海王星之後第二顆被「算」出來的行星

Predicted Planet Seen -- First Since Neptune 162 Years Ago
http://www.physorg.com/news148055747.html

December 09, 2008

在 2006 年,Rochester 大學天文學家 Alice Quillen 預測,一顆具有特殊大小與軌道的行星,必定位於鄰近一顆恆星的塵埃中。這顆行星現在由哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)所成像(imaged),使得它成為有史以來第二顆在一次精確預測之後被成像的行星。唯一在精確預測之後被觀察到的另一顆行星是海王星,那在超過 160 年以前被發現。

"那相當傑出," Eugene Chiang 說,UCB 天文學副教授,使這顆新行星成像的團隊成員之一。"Alice 看見這個塵環內部邊緣明確中斷(cut off sharply)的狀況,並認出一顆行星很可能正在內部運行。我們所發現的軌道與 Alice 的預測驚人地接近。"

"這項了不起的成就展現了 Alice 的許多天資," Nick Bigelow 說,Rochester 物理與天文學系系主任。"想想看,從第一顆被推論而且這麼快被成像的行星出現到現在為止已經過了 160 年,而且那是一顆繞著我們太陽,而不是一顆在數百兆英里遠的恆星運行的行星。太傑出了!"

在 11/13,Chiang 等人宣佈他們使一顆繞著北落師門(Fomalhaut)環繞的行星成像。那是一顆明亮、在太陽系附近被環形塵埃所環繞的恆星。其中一顆行星與 Quillen 在 2006 年所預測的行星相符。此外,還有三顆其他行星被另一個團隊拍到,這是第一顆在我們太陽系外被直接成像的行星。

海王星,在 1846 被發現,因其在三年之前對天王星軌道的影響而被推論出來,並標誌著首度有一顆行星在它真的被看見之前就被預測了。在 2004 年,華盛頓大學的天文學家預測,在離地球 212 光年遠之處存有一顆行星繞著一顆如太陽般的恆星。這顆行星在 2007 年利用一種稱為徑向速度(radial velocity)的技術加以證實,但它的影像未曾以北落師門行星所使用的方式來解析。

Quillen 研究了幾年以了解行星塑造恆星塵埃盤(stellar dust disks,類似環繞北落師門的那種)的方式。她現在是世上其中一位從一顆恆星塵環的特徵就能夠預測行星尺寸與位置的專家之一。她所使用的哈伯太空望遠鏡影像揭露,環繞北落師門的環狀塵埃偏離了中心。這些影像足夠清楚顯示這個環本身有驚人的明顯邊界。Quillen 算出,那個明顯的內部邊界需要有一顆相對小型的、海王星大小的行星正好貼著這個環的內側塞入,利用其重力將此區域內的塵埃扔到軌道外面。

根據 Quillen 的計算,這個環是橢圓形,因為這顆行星環繞北落師門的軌道是這麼地橢圓 -- 在這麼年輕的系統中是個珍奇之物。當恆星從氣體與塵埃的巨大星雲中形成時,有所有此星雲形成的天體,包括新行星,均繼承(carries over)此星雲的角動量。這些新行星最初應以略為圓形(不是橢圓形)的路徑環繞運行。北落師門的環偏移了 14 億英里,這距離比地球到太陽還要多 15 倍以上,這暗示這顆隱匿行星的軌道也非常偏斜。

Quillen 繼續強化她的行星--環交互作用模型。例如,把塵埃環視為一種流體力學結構看待,對於更年輕的恆星而言是必需的,其塵埃相對細緻而作用更像是流體 -- 而塵埃粒子碰撞的物理學在較老的環狀系統中會更加重要,在這裡塵埃形成更大的一團天體,Quillen 說。

※ 當時的新聞請參見相關報導:

* Extrasolar Planet Prediction/Detection - Alice Quillen
http://astro.pas.rochester.edu/~aquillen/research1.html

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