http://www.tam.museum/astronomy/astronomy_detail.php?lang=tw&id=201雙子座天文台(Gemini Observatory)天文學家Trent Dupuy和夏威夷大學Michael Liu等人最近拍攝一顆新發現的系外行星2MASS J0249-0557 c(簡稱2MASS 0249 c)的紅外光譜時,發現和繪架座βb(Beta Pictoris b或β Pic b)這顆發現已久的氣體巨行星的紅外光譜幾乎一模一樣,讓天文學家興起它們是否為陌生雙胞胎的爭議,而答案的是與否,和它們的起源有關。
恆星通常是一群一起從氣體塵埃密集的雲團中誕生。這群恆星相當分歧,從質量小到無法經核融合反應自行產生能量的棕矮星,到會以超新星爆炸方式結束一生的大質恆星都有。而行星,就在這些新誕生的恆星旁逐漸形成。一旦誕生這些恆星的雲氣苗圃耗盡氣體,恆星和它們的行星逐漸飄離誕生地而分散,自由地在銀河系裡漂流。因此,天文學家們相信,有些看似相隔很遠的行星,其實是從同一塊恆星苗圃中誕生的手足。
到目前為止,直接拍攝(direct imaging)而發現的系外行星基本上都是各自獨立的,彼此間的模樣和年齡等都有明顯差異。然而,發現模樣幾乎一樣但形成過程迥異的系外行星,讓天文學家開啟一道能深入瞭解這些天體的新途。
繪架βb由 A.-M. Lagrange等人透過超大望遠鏡(Very Large Telescope)發現於2008年11月18日,距離地球約63光年,質量約13倍木星質量,離母恆星約9AU,是第一批利用直接拍攝而發現的系外行星之一。而Dupuy等人透過加法夏望遠鏡(Canada-France-Hawaii Telescope,CFHT)新發現的系外行星2MASS 0249 c,其質量、亮度和光譜幾乎和繪架βb相同。Dupuy等人認為:這兩顆系外行星應該不是只有浮於表面的相似,而是真的來自同一塊恆星苗圃,「恆星基因」是相同的。
雖然是基因上的手足,但它們目前所處的環境卻截然不同。它們的母星差異頗大。繪架β的亮度比太陽亮10倍左右,2MASS 0249卻是個比太陽暗2000倍左右的棕矮星。再者,繪架βb很接近它的母星,只有9AU左右,相當於太陽到土星的距離;但2MASS 0249 c離母星卻遠達2000AU。距離相差如此之大,顯示行星的哺育環境的確不全然相同。傳統理論認為氣體巨行星形成時,先有小型的岩質核心,而後恆星周圍原行星盤中的氣體逐漸累積在此核心表面,最後成長為一顆氣體巨行星,繪架βb的成長過程應是如此。但相對地,2MASS 0249 c的母星周圍似乎沒有足以製造出一顆氣體巨行星的資源,所以2MASS 0249 c應該是在其母恆星誕生的恆星苗圃中就已經形成。
由此可知,大自然有很多種方式可以讓行星看起來非常近似。繪架βb的誕生途徑可能如同現今大多數氣體巨行星般,在恆星周圍原行星盤中從小塵粒開始累積而成;相對地,2MASS 0249 c則比較近似體重不足的棕矮星,是從氣體雲團收縮聚集而成。它們倆現在都被歸屬為行星,但2MASS 0249 c的出現讓天文學家意識到這樣的分類或許太過籠統,沒辦法反應出真實的狀況。
Dupuy等人根據CFHT觀測資料,除確認2MASS 0249 c離它母星遠達2000AU之外,還確定2MASS 0249屬於成員已經四散的繪架β移動星群(beta Pictoris moving group);繪架β在這個星群中並不是最顯著的恆星,但它擁有最著名的行星之一,因而以之為名。該團隊後來利用凱克天文台(W. M. Keck Observatory)測量2MASS 0249母恆星,發現2MASS 0249是棕矮星,而且它還有另一顆棕矮星伴星,換言之,這個系統是由2顆棕矮星和1顆氣體巨行星所組成。後續以在夏威夷的NASA紅外望遠鏡裝置(NASA Infrared Telescope Facility)和在美國的阿帕契天文台(Apache Point Observatory)天文物理研究聯盟(Astrophysical Research Consortium)3.5米望遠鏡觀察2MASS 0249 c的光譜,證明這顆系外行星與繪架βb非常近似。