Only Perception: 太陽系外４行星首度被拍到

2008-11-15

太陽系外４行星首度被拍到

【聯合報╱編譯高國珍／報導】 2008.11.15

天文學家利用太空望遠鏡，首次拍攝到太陽系外的行星照片，顯示4顆行星，分別環繞兩個恆星運轉。

此4顆氣態行星的發現，提升了在太陽系外也有如地球般的行星存在的可能性。這些行星被稱為系外行星 (exoplanet)，即不環繞太陽運行的行星。相關研究都發表於13日的網路版科學 (Science) 期刊上。

拍到的行星有如白色斑點，由於天文學家過去從未拍攝到系外行星的真貌，因此十分雀躍。在過去13年間，科學家已發現過300顆系外行星，但使用的都是間接方法，例如依靠測量恒星周圍重力、速度和附近光線的改變。

成功捕捉到太陽系外行星影像的天文學家有兩組，分別來自美國太空總署和加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，各利用哈伯太空望遠鏡和地面望遠鏡，運用太空科技的最新直接造像技術，拍攝到行星環繞恆星運轉的照片。

美國太空總署中由柏克萊加州大學教授卡拉斯領導的團隊，拍攝到的行星非常小，環繞距地球只有148兆哩（25光年）的南魚座的恆星北落師門（Fomalhaut）運行，其溫度約華氏260度，低於其他系外行星，年齡只有2億年，比起太陽系中一些年齡為40億年的行星，算是一個嬰兒，使天文學家可藉此研究地球和太陽系中其他行星在嬰兒時期的情況。

由勞倫斯利佛摩國家實驗室天文學家麥金塔（Bruce Macintosh ）領導的團隊，用地面望遠鏡拍攝了另外3顆行星，環繞飛馬座的1顆恆星HR 8799運行。

◆ 人類首次觀測到太陽系外行星

【閻紀宇／綜合報導】2008-11-15 中國時報

人類搜尋「太陽系外行星」（exoplanet）的努力出現重大突破，兩個天文學家團隊首度利用地面與太空望遠鏡，直接觀測到遙遠又黯淡的太陽系外行星，而且一發現就是四顆。直接觀測對於深入瞭解這類行星有極重要的意義，也有助於尋找太陽系外適合生物生存的環境。

加拿大國家研究院「赫茨伯格天文物理研究所」馬華博士領導的國際團隊，運用美國夏威夷的「北雙子星」（Gemini North）與「凱克二號」（Keck II）兩座天文望遠鏡，在距離地球約一百卅光年的飛馬座「HR 8799」附近發現三顆行星，分別命名為「HR 8799 b」、「HR 8799 c」與「HR 8799 d」，論文發表於《科學快訊》（Science Express）。

美國加州大學柏克萊大學的卡拉斯博士，則是利用美國「國家航空暨太空總署」的哈伯太空望遠鏡，觀測到距離地球僅廿五光年的南魚座α星（北落師門，Fomalhaut），旁邊也有一顆行星「Fomalhaut b」，論文發表於《科學》周刊。HR 8799與南魚座α星的相似處在於，兩者周遭都有大量盤狀或環狀的星塵，為行星生成提供良好條件。

由於行星本身不會發光，只能反射主恆星的光線，而太陽系外行星又過於遙遠，因此過去天文學家對於這類行星，只能藉由它的重力場對主恆星光線與速度的影響，間接推測它的存在，對於它本身除了質量與軌道之外，幾乎一無所知。直接觀測技術成熟之後，再輔以光譜學（spectroscopy）研究，人類對這類行星的認識將突飛猛進。

HR 8799是一顆相當年輕的恆星，只有六千萬年歷史，質量是太陽的一．五倍，亮度則是太陽的五倍。HR 8799 b、HR 8799 c、HR 8799 d與主恆星的距離分別約為七○、四○、二五ＡＵ（天文單位）。三顆行星都是類似木星的「氣體巨星」，質量分別為木星的七倍、十倍與十倍，年齡與主恆星相同，仍然處於極為熾熱的行星演化早期，而且都有大氣層。

南魚座α星則是肉眼所見南天最耀眼的恆星之一，Fomalhaut b的亮度只有它的十億分之一，因此這顆行星的發現格外難能可貴。天文學家推估Fomalhaut b已存在約一億年，也是一顆年輕行星，大氣層中可能有水蒸氣，質量不超過木星的三倍，距離主恆星約一百一十五ＡＵ，繞行一圈需時八百七十二年。

※ 相關報導：

＊ Hubble directly observes planet orbiting Fomalhaut
http://www.physorg.com/news145806946.html

＊ First fuzzy photos of planets outside solar system
http://www.physorg.com/news145804457.html

＊ HubbleSite - Hubble Directly Observes Planet Orbiting Fomalhaut (11/13/2008)
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/39/

＊ Optical Images of an Exosolar Planet 25 Light-Years from Earth
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1166609

Paul Kalas, James R. Graham, Eugene Chiang,
Michael P. Fitzgerald, Mark Clampin, Edwin S. Kite,
Karl Stapelfeldt, Christian Marois, John Krist
Science, Published Online November 13, 2008
DOI: 10.1126/science.1166609

＊ Direct Imaging of Multiple Planets Orbiting the Star HR 8799
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1166585

Christian Marois, Bruce Macintosh, Travis Barman,
B. Zuckerman, Inseok Song, Jennifer Patience,
David Lafreniere, Rene Doyon
Science, Published Online November 13, 2008
DOI: 10.1126/science.1166585