臺北市立天文科學教育館

太陽系中的每顆行星都各行其道，在銀河系中所發現的系外行星也遵循著這個趨勢，但根據理論，兩顆行星有可能共享相同的軌道，最著名的例子就是與木星共用軌道的特洛伊小行星，它由12,000多個岩石天體組成，位在太陽─木星第四與第五拉格朗日區域，這些小行星沿著木星軌道懸掛在重力穩定點上。研究團隊表示，在二十年前，理論預測質量相似的成對行星可能共享圍繞恆星的相同的軌道，即所謂的特洛伊行星或共軌行星。現在我們第一次發現了支持這一觀點的證據。

圖說：日地系統的五個拉格朗日點示意圖。圖片來源：ESA

PDS 70是一顆年輕的K7型恆星，也稱為V* V1032 Cen和IRAS 14050-4109，位於半人馬座，距離我們370 光年，這顆具有540萬年歷史的恆星擁有兩顆巨大的類木星原行星PDS 70b和PDS 70c，及一個由塵埃和氣體組成的巨大拱星盤，其中20到40個天文單位的大片區域沒有塵埃。內行星PDS 70b位於盤隙內，距母恆星約22個天文單位，類似於太陽系中天王星的軌道。外行星PDS 70c位於拱星盤內緣附近，距離母恆星34個天文單位，類似於海王星與太陽的距離。

天文學家利用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）在PDS 70b的L5拉格朗日區域檢測到微弱的訊號，表示那裡可能存在質量約為月球兩倍的碎片雲，這些碎片可能與PDS 70b共享軌道，研究團隊認為這可能是一顆新行星的組成部分或已形成行星的殘餘物。如果得到證實，這一發現將成為迄今為止兩顆系外行星可以共享同一個軌道的最有力證據。

圖說：ALMA影像顯示行星系統 PDS 70，系統中心為恆星PDS 70，黃色實心圓圈為行星 PDS 70b、黃色虛線圓圈為其假定的伴星。環狀結構為拱星盤，另一顆行星PDS 70c，位於拱星盤內緣邊3點鐘位置。圖片來源：ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Balsalobre-Ruza et al.

研究團隊表示可以想像一顆行星可以與數千顆小行星共享其軌道，就如同木星的情況一樣，但令我們感到震驚的是行星也可以共享軌道，而我們的研究就是在其形成初期尋找共軌行星的第一步。目前，軌道夥伴可能是一團厚厚的塵埃雲，是新行星的組成部分，而不是整個行星。這不僅可以幫助我們了解外特洛伊（exotrojans）形成的可能性，還可以幫助我們了解行星系統的形成。為了探測結果該團隊需要在2026年使用ALMA來觀測該系統，看看PDS 70b及碎片雲是否一起沿著其圍繞恆星的軌道顯著移動，這將是系外行星領域的一個突破。相關研究成果發表於《Astronomy & Astrophysics》期刊上。（編譯／趙瑞青）

資料來源：SCI NEWS