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也許過去二十五年系外行星的發現給我們最大的教訓是,永遠要預料到意想不到的事情。不是蒙提·派森式的,而是科學意義上的。
例如,我們太陽系中行星都以與太陽自身旋轉相同的方向執行,並且大多數都位於相當平坦的軌道平面上,這似乎是一個無傷大雅的事實。具體而言,行星的軌道傾角(軌道平面相對於基準面所成的角度)相當小。我們通常以地球的軌道平面作為參考,但我們也可以使用太陽的赤道,並發現所有主要的行星都位於該平面約7度以內(地球實際上是最偏離的,傾斜度約為7.2度)。
這種結構特徵幫助指導了我們關於行星和恆星如何形成的思考。事實上,世界是從一個旋轉的盤狀星雲中凝結出來的基本思想——所有事物都以相同的方向和類似的平面運動——可以追溯到1700年代的伊曼努爾·康德和皮埃爾-西蒙·拉普拉斯(還有其他人的幫助)。
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問題在於,我們發現這種配置並非完全普遍。
特別是,許多最極端的系外行星根本不遵循這些規則。圍繞其母恆星執行在令人震驚的緊密軌道上的氣態巨行星——所謂的熾熱木星——經常與它們系統看似“自然”的赤道平面嚴重不對齊。一些行星的不對齊程度如此之高,以至於它們的軌道看起來像是“翻轉”了——行星以與恆星自轉相反的方向圍繞恆星高速運轉。
現在,一顆熾熱木星被發現,它似乎具有迄今為止限制最好的極地軌道。這個名為WASP-189b的世界,圍繞著一顆距我們約320光年的熾熱恆星執行。它的軌道非常短,大約需要2.7天繞行一週,這顆行星與恆星本身的距離僅為恆星半徑的4.5倍。
這種接近使這顆行星——估計約為木星質量的兩倍——加熱到2600開爾文或更高。使其成為一顆“超熱木星”。
但是,這個系統真正令人印象深刻的是它的極地軌道;WASP-189b的軌道傾角似乎非常接近90度(甚至比以前的例子更偏向極地)。測量該傾角並不容易,研究人員採用了一種利用羅西特-麥克勞林效應的技術——其中一個物體依次阻擋來自旋轉體的多普勒頻移光,透過測量光的頻譜,我們可以推斷出物體所採取的路徑,從而推斷出其軌道傾角。
與其他不對齊的熾熱木星世界一樣,最大的問題是這種情況是如何產生的?我們不確定。一種觀點認為,這些行星必須在距離恆星較遠的地方形成,然後向內遷移——由於與原行星盤或其它世界或兩者之間的相互作用。這些相互作用還可以增加軌道的橢圓率及其傾角。之後,行星和恆星之間的潮汐力可以將它拉近,但保留較高的軌道傾角……也許。
有一件事是清楚的,宇宙充滿了現象,這些現象非常樂意暴露我們的無知,這是一件非常美好的事情。
