港大研究證實雙星系統存在一顆逆行行星

研究揭示雙星演化是逆行行星起源關鍵

宇宙中大多數的恆星都存在於雙星或多星系統中。這類系統中，近距離伴星會阻礙圍繞恆星運行的行星形成，並擾亂其軌道的穩定性。由香港大學地球科學系和物理學系李文愷教授，及其碩士生鄭皓允領導的國際研究團隊獲得重大突破。

南極座nu是一個緊密的雙星系統，由一顆質量約為太陽1.6倍的主星和一顆約半個太陽的伴星組成，兩星以1,050天的軌道週期互相繞行。研究成員早於2004年指出，首次從系統的徑向速度（radial velocity）測量數據中發現一個週期性信號，顯示可能存在一顆質量約為木星兩倍的類木行星，以約400天的週期圍繞南極座nu主星（nu Oct A）運行。

然而，這顆行星的真實性一直備受質疑，因其軌道甚寬，必須以雙星互相繞行的相反方向運行才能維持穩定。對於逆行行星，在當時既無觀測先例，亦不符合天文學界對於行星系統形成的普遍認知。

為解決長久以來的爭議，港大團隊利用歐洲南方天文台（European Southern Observatory, ESO），在智利拉西拉天文台運作的3.6米望遠鏡上的高精度光譜儀HARPS，獲取最新的徑向速度數據，最終確認了南極座nu行星的存在。

南極座nu伴星本質為一顆暗淡白矮星

另一項科學突破在於釐清了南極座nu伴星（nu Oct B）的本質。由於南極座nu伴星的質量約為半個太陽質量，它可能是一顆白矮星或低質量主序星。

研究團隊透過使用ESO位於智利的超大型望遠鏡（Very Large Telescope, VLT）上的調適光學成像儀器SPHERE，嘗試直接觀測南極座nu伴星，最終證實該伴星為一顆非常暗淡的白矮星。這一發現表明，南極座nu雙星自形成以來已經歷了顯著的演化過程。

李文愷教授指出：「當南極座nu伴星在約20億年前從主序星演化成白矮星時，所噴發的物質可能於南極座nu主星的周圍形成逆向的原行星盤，進而形成我們今天所觀測到的行星。另一個可能的情境是，南極座nu行星本來是以順行的軌道圍繞雙星，然後受雙星演化所造成的不穩定，繼而演化至只圍繞南極座nu主星的逆行軌道。」

研究成果目前已於國際頂尖學術期刊《自然》（Nature）上發表。

資料及圖片來源：香港大學