恆星微小晃動揭露不該存在的巨行星

歐洲太空總署的蓋亞任務原本設計用來繪製星圖，卻意外成為行星獵手。透過精確的天體測量，它偵測到恆星因行星伴侶引力而產生的微小晃動。後續研究確認了兩顆天體：一顆巨大的系外行星和一顆棕矮星。這些發現挑戰了現行的行星形成理論，並展示了結合不同觀測技術的強大力量。

蓋亞任務以極高精度繪製了約十億顆恆星的位置與運動，多次觀測後建構出銀河系的龐大3D地圖，這將推動未來多年的天文發現。蓋亞的運作基於天體測量學，即精確測量天體的位置與運動。雖然蓋亞原本設計用來研究恆星，但它也偵測到潛在的系外行星。如今，透過徑向速度技術的後續觀測，其中一顆行星已被確認。這項發現特別引人注目，因為這顆行星的特性挑戰了現有的行星形成模型。

蓋亞並非為尋找行星而設計，但其精確度使它能夠發現這些天體。它所偵測到的行星質量龐大，且環繞低質量恆星執行。這些行星對其恆星產生微小的引力拉扯，導致恆星輕微晃動——蓋亞能夠測量這種運動。然而，要確認這些偵測結果，還需要額外的觀測。

為了驗證蓋亞的發現，研究人員使用了位於基特峰國家天文臺的WIYN 3.5米望遠鏡上的NEID光譜儀。透過分析這些恆星晃動引起的徑向速度變化，他們確認了一顆巨大的系外行星和一顆棕矮星的存在。這項研究發表在《天文學期刊》上，標題為「蓋亞-4b和5b：蓋亞天體測量軌道解的徑向速度確認揭示了一顆巨行星和一顆棕矮星環繞低質量恆星」。該研究由阿姆斯特丹大學的Gudmundur Stefansson領導。

最新的蓋亞資料發布包含了一份蓋亞天體測量關注物件（Gaia-ASOIs）清單，這些恆星的運動似乎受到系外行星的影響。然而，主導作者Stefansson指出，這些恆星的運動不一定是由行星引起的，而可能是因為恆星對過於接近，蓋亞無法將它們識別為單獨的物體。研究人員使用NEID光譜儀及其他裝置進行了後續觀測，確認了其中兩顆天體：一顆名為蓋亞-4b的系外行星和一顆名為蓋亞-5b的棕矮星。

蓋亞-4b是一顆質量約為木星11.8倍的巨大系外行星，環繞一顆質量為0.644太陽質量的恆星執行，軌道週期為571天。它是蓋亞首次確認的系外行星，也是迄今為止發現的環繞低質量恆星的最大行星之一。蓋亞-5b則是一顆質量約為木星21倍的棕矮星，環繞一顆質量約為0.34太陽質量的恆星執行，軌道週期為358天。

這項研究展示了蓋亞天體測量能力在偵測系外行星和棕矮星方面的有效性，並說明瞭不同觀測技術——天體測量和徑向速度光譜法——如何協同工作以獲得更加可靠的結果。結合這些方法，可以發現更廣泛的次恆星伴侶質量和軌道特性，這對於理解行星形成和太陽系架構至關重要。

研究人員預計在蓋亞資料中發現更多巨大的系外行星和棕矮星，並透過NEID等光譜儀進行確認。由於蓋亞的觀測方法，資料中可能會出現更多異常值，這些異常值將有助於我們更好地理解行星形成和太陽系架構。