巨蟹座55行星系統之謎已解
http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1240巨蟹座55是一對雙星，其中天文學家於1997年在主星55A周圍發現太陽系以外的系外行星巨蟹座55Ab，與牧夫座ub及仙女座ub一同成為第一批發現的系外行星。後來又在55A周圍發現其他行星，迄今已知55A周圍共有5顆行星，其中4顆為類似木星的氣體巨行星，還有一顆則可能是岩質行星。好玩的是：已知行星數量不少，但差異頗大，每顆在天文觀測中都有其特別之處。此外這個系統不過到目前為止，因為利用徑向速度法（都卜勒效應）無法得到正確的軌道傾角，所以僅能得知這些行星的質量下限和軌道週期。這樣的複雜性，讓天文學家忍不住頻頻挑戰這個系統。
天文學家從2002年開始進行電腦模擬數值演算的研究，試圖瞭解這個行星系統中各行星的質量和軌道，但最終卻始終無法解決其中兩顆與巨蟹55A距離在水星軌道以內的氣體巨行星b與c的問題。天文學家一直試圖瞭解為何這些大質量行星會離它們的母恆星這麼近，卻又沒被母恆星摧毀，或者這兩顆氣體巨行星為何不會互撞而互滅。Nelson等人結合了數千筆食既觀測資料，帶入新開發的統計與電腦技術，能更精確的測量這些行星的性質，最終得出它們特別的質量和軌道，瞭解它們近期內不會被摧毀的原因。
Nelson等人與電腦科學家合作，開發一套行星系統模擬工具，利用繪圖卡來加速運算。計算結果顯示：55A行星系統最內側的55Ae，質量約為地球的8倍，半徑約地球的2倍，因此密度與地球差不多。然而這顆行星太接近母恆星，使其表面溫度高達攝氏2100度左右，行星表面的水無法維持液態，不適合生命生存。
在55Ae發現8年之後2011年，天文學家才瞭解到這顆行星公轉週期並非之前說的接近3天，而是少於18小時。在那不久之後，天文學家偵測到這顆行星通過母恆星55A前方而造成凌日現象，天文學家此時才得以測量55Ae相對於母恆星的大小。
而b與c兩顆氣體巨行星彼此間的交互作用非常強烈，以致於短時間內就可偵測到它們的軌道發生變動，讓天文學家非常激動，因為可以讓科學家瞭解在一般系統中見不到的軌道狀態。然而，這樣快速的交互作用也造成天文學家的煩惱，因為一般性的行星系統模型無法符合需求，沒辦法模擬出各行星的軌道，當然也就無法瞭解會不會在數十億年之後發生行星互撞的事件。
Nelson等人發現：關鍵之處在於必須確實地瞭解其他氣體巨行星的運動，才能精確測量最內側的55Ae這顆超級地球的性質。之前絕大部分的分析工綽，都忽略了行星之間的交互作用，只有少數早期研究有模擬這種效應，但也因為避開大量計算而都過份簡化。利用新技術加速運算之後，就可以避開過度簡化的劣勢，達到所要的效果。
巨蟹座55A亮度約5.95等，用雙筒或小望遠鏡就能觀察到；而它距離地球僅39光年，以天文尺度而言，就像是和太陽系同一街區的鄰居一樣，近到天文學家可以直接測量巨蟹55A這顆恆星的實際直徑，再由此精確估算它的質量，結果得出55A的質量與太陽差不多；之後，利用電腦模擬分析觀測資料所得之55A恆星與55Ae行星的質量和直徑比例，便可得出55Ae這顆超級地球的大小和密度等關鍵性質。
這個新開發的技術，並不只解決巨蟹55A的謎團，事實上，或許未來應用在其他行星系統上時，將可發現更多有趣的現象。
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