系外行星「北落師門b」竟然消失了?Exoplanet Fomalhaut b Disappear?


  在2008年令人振奮的發現:直接拍到系外行星「北落師門b」,竟然出現令人意外的結局:它如同塵煙般地消失了!雖然說「一切有為法,如夢幻泡影」,但是這次的泡影也破滅得太快了,才十二年。

由於最近幾年哈伯望遠鏡不斷觀測「北落師門b」這個系外行星,發現它有如超人故鄉或Star Trek瓦肯星爆炸之類的科幻情節一般,逐漸地消失了,於是天文學家開始尋找合理的解釋:與其說2004年拍攝到的是行星物體,不如說是一個巨大且不斷膨脹的塵埃雲,它是由圍繞著恆星北落師門(Fomalhaut)的兩個天體碰撞產生的。

科學家在2008年看到的這個號稱第一個系外行星直接圖像,隨著時間的推移而不斷褪色,到了2014年,這顆行星候選者已淡出哈伯望遠鏡的視線。照片上左側彩圖為哈伯望遠鏡影像,顯示冰雪碎片環繞著25光年外的北落師門恆星。右圖則是塵埃雲擴展暗淡的模擬圖,估計每20萬年在北落師門周圍會發生一次這樣的相撞。

北落師門b是在2004年和2006年獲得數據並於2008年首次宣布,觀測中清晰可見,表明該物體是一個移動的點。在此之前,系外行星幾乎都是通過間接方法來推斷的。

2008年NASA原始報導中提到發現細節:南魚座主星北落師門(Fomalhaut)周圍類似庫伯帶(Kuiper Belt)的塵埃環有偏心現象,原因可能是有行星用自身重力影響並修改了塵埃環的軌道,有點像牧羊犬趕羊的味道。經過多年的塵埃環拍攝與比對,終於看到裡面的一個亮點具有與電腦模擬計算週期相符的軌道:每872年環繞北落師門一圈。而這個質量不超過木星三倍的行星為什麼能亮到被拍攝到呢?原因可能是它擁有一個遠超過土星環的超大行星環,有可能達到像木星四顆最大衛星的軌道那麼巨大。因為如此巨大,所以才有辦法反射更多的恆星光線讓我們觀測到。另外它的星等會有變化,原因可能是它形成不久所以很熱,仍有許多熱對流氣泡在其表面生滅。

但是北落師門b很早就產生令人困擾的難題:該物體在可見光下異常明亮,但沒有任何紅外線信號。天文學家推測亮度來自環繞行星的巨大殼或塵埃環,這可能與碰撞有關。另外北落師門b的軌道也很異常,是處於逃逸路徑上而不是橢圓軌道上,因為塵埃其實會受到來自中心恆星巨大輻射的作用。

不過北落師門這麼巨大的冰碎片環仍有可能是某些行星重力作用下雕刻出來的。科學家將會利用NASA即將推出的James Webb太空望遠鏡來觀察並搜索環繞北落師門的真正行星。

人類曾經以為地球是宇宙中心、後來卻發現太陽才是中心、隨後又發展為宇宙有許多太陽的想法,「北落師門b」可說是別的太陽也有行星的直接證據。

在歷史上,哥白尼日心說 Heliocentrism 挑戰歐洲中世紀宗教神學的地心說 Geocentric model,直到伽利略利用望遠鏡發現了金星跟月球一樣有陰晴圓缺的變化,以及木星擁有四顆衛星,成為日心說的證據。可是他卻受到羅馬宗教法庭的審訊,被迫聲明承認自己錯誤。直到350年後(1983年)羅馬教廷才正式承認宗教審判是錯誤的。

望遠鏡普及後,發現了許多非點狀的模糊雲氣,被稱為星雲,有人猜想星雲是塵埃氣體,但也可能是眾多星星組成的星系,如同我們太陽所在的銀河系一樣,不過這樣會導致太陽與銀河系"再度"失去宇宙中心的地位。直到1920年代,哈伯(Edwin Powell Hubble)使用新的大型望遠鏡才確認它們有些真的很遠,完全不在我們銀河系的範圍內,於是,銀河系再度被"降級"。

不過,人類對於自己是獨一無二的想法一直很強烈,因為,我們只看到太陽擁有行星,其他星星有沒有自己的行星一直是個謎。以前望遠鏡還沒有強大到可以看到其他恆星旁邊反射微弱光線的行星,所以科學家用了很多間接方法,發現了許多疑似系外行星的天體。後來望遠鏡越來越強大,直接看到的證據越來越多,因此這次「北落師門b」的消逝已經不會影響系外行星存在的事實,也不會讓我們的宇宙觀倒退。


資料來源:https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/exoplanet-apparently-disappears-in-latest-hubble-observations

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