蓋亞任務驚現兩大不該存在的天體，天文學家為之震驚

歐洲太空總署（ESA）的蓋亞任務有了劃時代的發現！科學家利用蓋亞任務資料，找到了一顆巨大的系外行星和一顆棕矮星。這可是首次僅透過蓋亞探測恆星微小引力擺動的能力，就確認了行星的存在。

更讓人著迷的是，這兩個天體都圍繞著低質量恆星執行，這種組合極為罕見。新研究於2月4日釋出，證實了ESA蓋亞太空船發現的兩個神秘天體。第一個是蓋亞 - 4b，是顆巨大的超木星系外行星；第二個是蓋亞 - 5b，屬於棕矮星。它們圍繞低質量恆星執行的現象，挑戰了現有的行星形成模型。

蓋亞 - 4b圍繞著距離地球約244光年、原本不起眼的恆星蓋亞 - 4執行；蓋亞 - 5b則環繞著大約134光年外的恆星蓋亞 - 5。從宇宙尺度來說，它們算是我們的「鄰居」。它們的意外出現，讓科學家們對大質量天體如何在小恆星周圍形成產生了新的疑問。

阿姆斯特丹大學的古德蒙杜爾·斯特凡松是該研究的第一作者，他解釋說，蓋亞 - 4b的質量約為木星的12倍，公轉週期570天，是一顆相對寒冷的氣態巨行星。而蓋亞 - 5b質量約為木星的21倍，屬於棕矮星，質量比行星大，但又不足以維持核聚變成為恆星。

自2013年發射以來，ESA的蓋亞太空船一直在繪製我們星系中最大、最精確的三維地圖。它緩慢旋轉，用兩臺光學望遠鏡掃描天空，以前所未有的精度反覆確定20億個天體的位置，直到2025年1月15日結束科學觀測。由於蓋亞能精確追蹤恆星的運動（即天體測量技術），預計其資料中還會發現數千個新天體。

行星圍繞恆星執行時，會產生微小的引力「拉扯」，使恆星圍繞其質心「擺動」，在天空中呈螺旋狀運動。用天體測量法最容易發現的是大質量且與母恆星距離較遠的天體。之前，其他望遠鏡透過觀察明亮恆星旁微弱的光芒，確認了一些大質量棕矮星的存在，而蓋亞也檢測到了這些恆星的擺動。

這與凌日法不同，凌日法是在行星從恆星前方經過時檢測它們，更有可能發現軌道較近的行星。而且，雖然檢測到擺動可能意味著恆星有行星，但也可能有其他原因（比如雙星系統），所以天體測量發現必須用其他方法確認。

古德蒙杜爾說，蓋亞不斷掃描這些恆星，隨著時間推移，構建出越來越詳細的影象。2022年，蓋亞第三批資料釋出，其中列出了一些似乎被系外行星拉扯而運動的恆星。透過地面光譜資料和視向速度技術研究這些恆星，科學家們確認了第一顆行星和第一顆棕矮星。

結合天體測量和視向速度資料，天文學家可以找到軌道的所有細節以及繞行天體的質量，還能建立三維視覺化影象。古德蒙杜爾解釋，銀河系中約75%的恆星是低質量恆星，質量約為太陽的10%到60 - 65%。由於它們數量眾多，也是我們最近的鄰居恆星。低質量恆星周圍的大質量行星相對罕見，但一旦存在，會引起更大的擺動，天體測量訊號更強，也更容易被檢測到。

之前有系外行星是透過蓋亞和依巴谷任務共同發現的，而蓋亞 - 4b僅透過蓋亞資料就被揭示。2026年，下一批蓋亞資料將釋出，其中包含5.5年的任務資料，可能會發現數百甚至數千顆附近恆星周圍的行星和棕矮星。這將讓我們對這些不同天體的形成有新的認識，蓋亞正開啟天體測量發現的新時代，讓我們更深入瞭解星系中多樣的行星系統。

ESA研究員馬修·斯坦丁是系外行星專家，他表示，這一發現只是蓋亞未來系外行星發現的冰山一角。蓋亞 - 4b的發現是利用蓋亞天體測量法探測系外行星的重要突破，與ESA的切奧斯任務和即將到來的柏拉圖任務所使用的其他系外行星探測方法互補。

ESA蓋亞專案科學家約翰內斯·薩爾曼說，蓋亞之前也發現過已知系外行星的跡象，但這次揭示了一個全新的系外世界。蓋亞 - 4b的發現表明，蓋亞的詳細測量結果與現有的系外行星發現技術相輔相成，為系外行星研究提供了新機會。即將釋出的第四批蓋亞資料，將是行星獵人們的寶藏。

參考文獻：Gaia - 4b and 5b: Radial Velocity Confirmation of Gaia Astrometric Orbital Solutions Reveal a Massive Planet and a Brown Dwarf Orbiting Low - mass Stars by Gudmundur Stefánsson, Suvrath Mahadevan, Joshua N. Winn, Marcus L. Marcussen, Shubham Kanodia, Simon Albrecht, Evan Fitzmaurice, Onė Mikulskytė, Caleb I. Cañas, Juan I. Espinoza - Retamal, Yiri Zwart, Daniel M. Krolikowski, Andrew Hotnisky, Paul Robertson, Jaime A. Alvarado - Montes, Chad F. Bender, Cullen H. Blake, J. R. Callingham, William D. Cochran, Megan Delamer, Scott A. Diddams, Jiayin Dong, Rachel B. Fernandes, Mark R. Giovinazzi, Samuel Halverson, Jessica Libby - Roberts, Sarah E. Logsdon, Michael W. McElwain, Joe P. Ninan, Jayadev Rajagopal, Varghese Reji, Arpita Roy, Christian Schwab and Jason T. Wright, 4 February 2025, The Astronomical Journal. DOI: 10.3847/1538 - 3881/ada9e1