一顆環繞“褐矮星雙星”運行的“極軌行星”。

系外行星2M1510 (AB) b的異常軌道。ESO / L. Cal?ada

從上世紀90年代中期開始，越來越多的“系外行星”被發現。所謂系外行星指的是在太陽系以外，圍繞其他恒星運行的行星。而這就像打開了一扇通往奇境的宇宙之門，人們發現宇宙中有很多行星有著與中規中矩的太陽系行星迥然不同的形態和運行方式。

比如人們發現，宇宙中有一些行星很大卻很輕，蓬松得很，就像一顆巨大的棉花糖；人們還發現，有些行星上會下熾熱的液態金屬雨，而有一些又會下玻璃雨。

而最近，一個以英國伯明翰大學科學家為首的科研團隊發現的一顆行星及其所在的行星系，可能是有史以來最奇特的：它環繞著一對褐矮星雙星運行，而它的軌道平面竟然與這對雙星的軌道平面是垂直的。它是人類發現的首顆“極軌行星”。

科學家在宇宙中發現了大量圍繞雙星運行的行星。所謂雙星是指由兩顆恒星組成的天體系統。在圍繞雙星的行星上我們可以看到兩個太陽。行星的軌道平面通常會與宿主星的軌道平面保持一定的夾角，但是這個夾角通常不會太大。而這一次人們發現的這顆行星軌道平面與其宿主雙星軌道平面的夾角竟然達到了90度。

天文學上，這樣的軌道被稱為“極軌”，意為它是圍繞宿主星的兩極運行的，會定期通過主星的兩極。有許多人造衛星或探測器由于觀測目的而被設計成沿著極軌運行；有些小天體會沿著近似極軌的軌道運行；但在極軌上運行的行星，尤其是圍繞雙星運行的極軌行星卻還是第一次被發現。

這顆行星的編號為2M1510 (AB) b，距離地球約120光年，位于天秤座。

讓這顆極軌行星顯得尤為稀有的是，它的宿主雙星并不是一對真正的恒星，而是一對褐矮星。

所謂褐矮星是所謂的“失敗的恒星”，因為它們在氣體云中孕育時，未能獲得足夠多的質量，以致于不能突破臨界點而觸發核聚變成為恒星。它們的質量介于最大的行星和最小的恒星之間。

而在宇宙中，由兩顆褐矮星組成的雙星又極為罕見。

雖然在所有質量相當于10個太陽的恒星中，有75%是以雙星的方式存在的；在所有質量與太陽相當的恒星中，有50%是以雙星的方式存在的——但是質量相當于0.013至0.075個太陽（亦即相當于13至75個木星）的褐矮星卻很少擁有伴星。

除此之外，這對雙星竟然還是食雙星，是人類發現的第二對“褐矮星食雙星”。所謂食雙星是指從地球角度看，這對雙星中的一顆會定期遮擋另一顆伴星，使得這對雙星定期變暗（就像發生了日食一樣）。

研究人員是在試圖對這兩顆褐矮星的軌道進行研究的過程中偶然發現這個星系中存在極軌行星的。研究人員發現，這對褐矮星似乎在前后“晃動”，就像有人在推拉一樣。根據這一奇怪的動力學特征研究人員推斷那里極有可能存在一顆軌道平面與雙星呈90度夾角的“極軌行星”。雙星的“晃動”是其引力影響的結果。

可見光波段上拍攝的2M1510 AB褐矮星雙星。圖中這對雙星合并呈現為一個單一的紅點。DESI Legacy Survey / D. Lang (Perimeter Institute)

參考
"Big surprise": astronomers find planet in perpendicular orbit around pair of stars
https://www.eso.org/public/news/eso2508/
Evidence for a polar circumbinary exoplanet orbiting a pair of eclipsing brown dwarfs
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu0627