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艺术想象图,并非对GJ 3090 b的直接拍摄,也不按实际比例绘制。

它为什么“倒着绕”

一颗行星绕着恒星运行,方向却与恒星自转相反。研究团队测得,它的三维轨道倾角约为136°。更难解释的是:观测没找到明显的巨型同伴。

这颗行星叫GJ 3090 b。它不是从地球看上去方向变了,而是公转方向与恒星自转相反。

136°意味着什么

轨道与恒星赤道大致对齐时,倾角接近0°;超过90°,方向就反了。136°明确落在逆行一侧。

测量值并非精确到个位:范围约118°至160°。即使取较低一端,它仍超过90°,逆行判断没有被误差抹掉。

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论文示意图:恒星表面朝向我们和远离我们的区域以不同颜色表示,黑色曲线表示行星经过恒星盘面的路径。

行星通常随盘而生

恒星与行星大多从同一团旋转的气体、尘埃中形成。物质先围着年轻恒星组成盘,行星再从盘里聚集,因此通常继承相近的运行方向。

太阳系八大行星也沿同一方向绕太阳运行。轨道虽与太阳赤道略有偏差,却只有几度;136°显然不是这种小偏差。

差距不是几度

太阳系的倾斜只有几度。136°不仅远超这个范围,也跨过了90°分界线,运行方向已经相反。

这不是视觉错觉

这次测量依靠凌星。行星从恒星前方经过时,会短暂遮住部分星光。

恒星表面不同区域的速度各异,光谱因此留下细微变化。研究者借助罗斯特—麦克劳林效应,计算轨道与恒星自转轴的三维夹角。

红外观测补上关键一环

团队使用智利拉西拉天文台的NIRPS近红外光谱仪,并结合HARPS数据。

论文列出六次凌星观测。最终拟合剔除一次低信噪数据,主要约束来自NIRPS。

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NIRPS安装在智利拉西拉天文台,近红外观测帮助研究者解析这颗系外行星的轨道方向。图片:N. Blind / Observatoire de Genève / NIRPS consortium / ESO。

近红外能力尤其重要。GJ 3090是M型红矮星,GJ 3090 b是海王星大小的亚海王星。

研究团队称,这是首个确认绕M型矮星逆行的行星,显示近红外观测能测出小行星的三维轨道。

关键推手没有现身

一种解释是,大质量行星或伴星以引力扰动扭偏轨道。研究者搜索后,却没找到明显的宽轨道伴星或大质量外行星。

“没找到”不等于周围空无一物。受探测能力限制,较小或较难发现的天体仍不能排除。

排除并非全排除

研究不能证明系统里没有伴星,只能说未观测到足以支撑该解释的已知大质量天体。

另一种解释更早发生

研究团队提出,恒星形成后期可能吸积了方向不同的气体尘埃,形成第二片倾斜甚至反向的盘。

若行星从这片盘中形成,它或许一开始就继承了异常方向,不必经历后来的猛烈“翻转”。

这是候选机制,不是已拍到的形成现场。观测确认轨道异常,也削弱部分巨型伴星解释。

第二片盘是否真的存在,还需要更多观测检验。

同一系统并不简单

GJ 3090系统确认有多颗行星。若大质量外行星长期扰动内侧行星,轨道排列或许会留下痕迹;但目前没有明显的巨型“推手”。

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论文中的观测图展示凌星不同阶段的交叉相关光谱信号;蓝色虚线标出模型拟合出的信号轨迹,并非行星的直接影像。

下一步要找什么

后续可以搜索较暗、较远的伴星,也可以测量其他行星的轨道倾角。

若多颗行星方向相似,形成盘的线索会增强;若发现扰动天体,动力学解释也可能重新占上风。

这不代表“倒行星”普遍存在,却提示小型恒星系统可能比单一尘埃盘模型更复杂。

谜底还在轨道里

GJ 3090 b确实逆着恒星自转方向公转,136°测量支持这一判断;它为何走上这条轨道,答案仍未定。

它是继承另一片尘埃盘,还是受未知天体影响?目前更稳妥的做法是继续追查。

如果只能优先做一项后续观测,你会选择继续搜寻隐蔽伴星,还是测量系统里其他行星的轨道?