Kepler-51 系統發現第四顆系外行星

Kepler-51 位於天鵝座，距地球約 2,615 光年，是一顆有四顆低密度行星的 G 型恆星，年齡約 5 億年，也稱為 KOI-620。已知三顆類似土星大小，但質量只有地球幾倍，密度如同棉花糖般超蓬鬆的系外行星，分別是 Kepler-51b、c 和 d，這些行星最早由 Kepler 太空望遠鏡 2012 年發現，公轉週期分別為 45、85 和 130 天，呈 1:2:3 比例，擁有氫與氦的大氣層。

超蓬鬆行星非常特殊，質量和密度都很低，天文學家認為核心非常小和巨大氫或氦大氣層，但這些奇怪的行星如何形成，以及大氣層又是如何在年輕恆星的強烈輻射下沒有吹散，仍然是個謎。

團隊計劃用韋伯太空望遠鏡研究其中一顆，以幫助解答這些問題，為了研究第四顆行星Kepler-51e的證據，天文學家用韋伯、Apache Point天文台望遠鏡和賓州州立大學Davey實驗室望遠鏡等不同設施，收集橫跨14年的大量數據。

團隊進行所謂蠻力搜尋，測試許多行星屬性組合，以找出能解釋過去14年所有凌日數據的行星模型。發現如果Kepler-51e的質量與其他三顆行星相似，並遵循約264天相對圓形軌道，如此這訊號就能得到最好解釋，是據其他行星系統預測的。團隊發現其他可能解決方案，包括一顆更大質量行星在更寬軌道，但這可能性較低。

▲ Kepler-51行星系統渲染圖。（Source：NASA）

尚不清楚Kepler-51e是否算超蓬鬆行星，研究員尚未觀測到Kepler-51e凌日，因此無法計算半徑或密度。這顆行星可能有不同質量（≤木星質量）和公轉周期（≤10年）。研究人員表示超蓬鬆行星相當罕見，當它們出現時，通常是行星系統的唯一，現在還必須解釋第四顆行星，不論它是否超蓬鬆行星，且也不能排除這個系統還有其他行星的可能性。

Kepler-51e軌道稍大於金星，正好位於恆星適居帶，如果花時間觀察，這距離以外可能還有更多可能。繼續觀察凌日時間變化可能有助發現距離恆星更遠的行星，也有助尋找可能有生命的行星。論文發表於《The Astronomical Journal》期刊。