長期同儕壓力 系外行星軌道被翻轉

http://www.nownews.com/2011/05/20/327-2714072.htm

（文／轉自中研院天文網）新研究發現了「熱木星」軌道方向被翻轉的可能原因。過去我們以為，地球所屬的太陽系，就是所有恆星系統的標準典範，也就是內圈都是岩石類行星，外圈都是氣體巨型行星，然後有一些小行星，加上一些彗星，大家全都以相同方向繞著中央恆星轉。不過，去外面繞繞，看過一圈以後，似乎又漸漸發現，我們的太陽系並不真的那麼「標準」。

研究系外行星系統的天文學家發現（大多數是藉由克卜勒太空望遠鏡發現的），在好幾個具有熱木星的恆星系統中，熱木星繞行母恆星的距離都非常近，這些系統和我們太陽系是如此不同。現在，大家明瞭到，其中有一些熱木星甚至有著逆向的軌道，意思也就是，以反方向繞行它的母恆星。

西北大學理論天文物理學者，雷西歐說，「這算是滿奇怪的事，而更怪的事更在於，這些熱木星行星距離它們的太陽非常近，怎麼會，其中一個是向東轉，而另一個卻向西轉呢？這真是令人不解。很明顯的，也違反著我們對行星和恆星形成的主要基本認知。」

行星自旋方向和恆星相反的狀況確實也存在於太陽系，譬如金星就是。所以在金星上，太陽從西邊升起、東邊落下。在太陽系外圍的幾個行星，也都出現了繞行行星運轉的這幾個月球和那幾個月球彼此繞行軌道方向相反的情況；不過，行星繞行太陽的方向，仍與太陽自轉方向一致。

這是因為角動力守恆的原理，這原理敘述的情況是，氣體物質（呈盤狀）經收縮聚集後，先形成我們的太陽、後來又陸續形成行星，但它的起始運動方向，和現今的運動方向，應是一致的。簡單講，最最起碼的基本原則是：46億年前形成時的運動方向，和經46億年以後，今天的運動方向（一般而言）總應該相同吧。牛頓力學同意這件事，我們也都同意。但為什麼現在會發現有些行星，竟然大大悖逆著這些原則呢？

答案可能在於，「同儕壓力」。或者更精確的說，是鄰近的大質量行星及母恆星本身所施加的強大潮汐力使然。

微調現有的軌道機制計算式、並從中開發相對應的電腦模擬計算模型後，研究學者已經能夠展示出，大型氣體巨行星，可能會受到鄰近大質量行星影響，使得軌道大幅被拉長，呈漩渦狀的，將它們朝向較靠近恆星的方向扯進來，這使得熱木星溫度極高，最終，也使它們的軌道被翻轉過來。這只是物體間能量在經過長時間以後如何轉換的基本物理。

只要所探討的對象是巨行星，而時間又長達幾十億年之久，這樣的事情就會發生，因為最後總得有誰讓步，而在這個案例中，是軌道的方向讓步了。

「我們總以為我們的太陽系在宇宙中是典型的很標準，但是和系外行星系統有關的每一件事情，打從一開始看起來就都很怪異，彷彿我們太陽系自己才是怪胎；而今天經由觀察到其他恆星系統，我們才發現到，原來我們身處在如此特別的世界，我們所在之處，真是與眾不同。」雷西歐說的沒錯，看來果真如此。 本項研究是由美國國家科學基金會贊助。詳細論文內容請見5月12日的自然期刊。