彗星撞系外行星 哈柏呈现北落师门b奇异公转轨道
▲系外行星北落师门b的奇异公转轨道。(图／引用自台北天文馆之网路天文馆网站，以下同)
哈柏太空望远镜观测位在南天南鱼座的1等星北落师门(Fomalhaut)，影像呈现出北落师门周围庞大的碎屑盘(debris disk)，以及藏身在其中的行星北落师门b(Fomalhaut b)。天文学家们从这幅影像得出的新研究成果，或许可提供强烈证据证明北落师门很可能还拥有北落师门b以外的其他行星。
加州大学柏克莱分校天文学家鲍尔.卡拉斯(Paul Kalas)等人分析这幅哈柏影像，再加上先前其他哈柏所拍摄的北落师门影像(下图)，惊讶地发现北落师门周围的碎屑盘比先前认为的还宽，分布在距离中央母恒星约220亿公里至320亿公里的范围内。
让他们更惊讶的发现是，由此计算出北落师门b是沿着很奇特的椭圆轨道绕母恒星公转，这个轨道之所以奇特是因为它很可能会破坏北落师门庞大的碎屑盘。北落师门b距离母恒星最近时(近星点)约74亿公里，最远时(远星点)约430亿公里，环绕母恒星公转一周长达2000年左右。
造成北落师门b轨道如此特别的原因，很可能是受到潜在的其他类行星天体的重力扰动，使北落师门b从比较靠近母恒星的轨道被驱赶到较远之处所致。这些天文学家表示，热木星(Hot Jupiter)彼此间常有类似的重力角力事件，通常会使得其中一颗被向外甩出，另一颗则被向内甩入。北落师门b很可能就是被向外甩出的那一颗。
此外，由哈柏新影像也发现沿着环绕北落师门的尘埃和冰粒带有着明显的缝隙间隔，这可能是另一颗尚未侦测到的行星造成的，利用太空望远镜锐利的鹰眼，从尘埃碎屑环平整规则与否也可以作为搜寻系外行星的有力工具。
如果北落师门b公转轨道面与尘埃带相同，卡拉斯等人估计约在2032年时，这颗行星行至它的轨道远星点附近时就会穿越碎屑带。在它遭遇碎屑带期间，带内的冰质和岩质碎屑会闯入行星大气，在其大气中制造一场璀璨的太空烟火秀，有点类似休梅克-李维9号彗星撞木星时的景象；这个事件所起的绝大部分太空烟火，都可以经由红外波段观测到。如果北落师门b的轨道面与碎屑带并非共面，那仅可见到随着北落师门b离母星愈远愈暗的状况。
预见类似休梅克-李维9号彗星撞木星时的景象
卡拉斯等人假定北落师门b的极端轨道，可作为解释为何这颗行星在可见光波段如此明亮，但在红外波段却相当昏暗的主要线索。这是因为这颗行星的光学亮度受到行星周遭一圈会反射星光的尘埃影响所致。这圈尘埃可能是在北落师门b深入碎屑带寒冷环境近千年的时间内，环绕这颗行星的卫星遭受因撞击和强烈重力侵扰等极端侵蚀而形成的。在我们太阳系中，处在土星环中的土卫九遭受流星体撞击时，也会产生纤细但规模很大的尘埃环。
这些天文学家也考虑到，如果是一颗矮行星与北落师门b发生激烈的撞击事件，也可能形成可见光波段和红外波段所见亮度不同的结果。这个撞击版本可以解释为何在有北落师门b这一颗轨道如此极端的行星会与北落师门拥有较窄的碎屑带外带有关。但在此案例中，这个碎屑带相当年轻，少于1万年，通常在这么年轻的系统中，离恒星比较远的地方很难发生剧烈的碰撞事件。
北落师门是个相当特别的系统，因为它与约40亿年前的太阳系相当类似，可让科学家了解太阳系早期的状况。整个行星系统的结构还在建置，尚未稳定，彗星带还在演化中，行星也还在聚集物质资本以便成长，也可能因碰撞而遗失它们的卫星。所以未来数十年内，天文学家绝对会继续监测并研究北落师门b的状况，看看是否有机会得以一瞥这颗行星进入类似太阳系外围古柏带的冰质碎屑带时，还会发生什么有趣的事。(文／引用自台北天文馆之网路天文馆网站)