白矮星周圍發現一顆第二代候選行星：線索來自鈮

哈伯的一樁懸案

HS 0209+0832 是一顆白矮星，距離我們約 270 光年。類似太陽的恆星耗盡燃料、拋掉外層之後，露出來的核心就是白矮星。這顆白矮星還很年輕：才冷卻了約 500萬年，表面溫度仍有約 35,800 K。它的重力會在幾個月內把氦和更重的元素拉到表面以下，所以表面看得到的氦和金屬，一定是到現在還不斷從外面落進來的。

哈伯在 1999年1月10日取得這顆星的紫外線光譜。2000 年的一項研究從中認出了七種元素，卻有約 100 條譜線對不上任何已知元素，恆星表面這些汙染物從哪裡來，也就成了謎。華威大學的 Jamie Williams 和同事用較新的原子譜線表重新分析這批資料，發現其中大部分來自銅和鈮。NASA 已經退役的紫外線衛星 FUSE 在 2002 年取得的光譜裡，也有同樣的鈮譜線。

什麼是第二代行星

地球是第一代行星：太陽誕生時留下了一個由氣體和塵埃組成的盤，地球就是在這個盤裡形成的。第二代行星則誕生在恆星生命的晚期，材料是恆星自己拋出來的物質。

類似太陽的恆星到了最後的巨星階段（漸近巨星支，AGB），會把外層吹散。在這類恆星內部，原子核一次捕獲一個中子，慢慢造出比鐵重的元素；天文學家把這個過程叫做 s 過程（s 代表 slow，也就是「慢」）。鈮是 s 過程的產物之一，所以由 AGB 星噴出物形成的行星，鈮應該會明顯偏多；在年輕恆星周圍誕生的行星，沒有任何已知過程能讓它有這麼多鈮。

單獨一顆恆星如果均勻地向四周流失質量，不太可能留下能形成行星的盤，所以作者推測它有一顆距離很近的伴星：膨脹的巨星把伴星吞進去之後，伴星會幫忙把巨星的包層拋出去，其中一部分可能沉降下來，形成一個盤。

有哪些證據

• 鈮太多了。鈮與鈣的比值是太陽的一千多倍；FUSE 也觀測過另外 33 顆受碎屑汙染的白矮星，光譜裡都沒有鈮。
• 不是岩石。汙染白矮星的碎屑通常富含矽和鐵。這裡的矽卻只有微量，鐵則沒有偵測到，因此鎳的含量至少是鐵的兩倍；以整個地球來說，鐵的含量約是鎳的二十倍。再加上不斷落進來的氦，這些線索都指向一顆巨行星的大氣。
• 4.4 天的週期。NASA 的 TESS 衛星觀測到，這顆星每 4.4 天就變亮又變暗一次，幅度 0.12%。白矮星通常約 30 小時自轉一圈，所以團隊認為，這個週期比較長的訊號來自一個在 660萬公里外繞行的天體，這段距離約是水星到太陽距離的九分之一。

還不確定的事，以及到哪裡找它

目前還沒有直接觀測到這顆行星，也不知道它的質量，所以論文稱它為候選行星。TESS 從來沒有看到它從恆星前方經過，而且 4.4 天的訊號很弱：把四個觀測時段分開分析，只有兩個時段能清楚看出這個訊號。如果要靠普通行星晝側反射或重新輻射的星光造成 0.12% 的亮度起伏，行星的半徑得是木星的四到八倍。作者提出兩種可能：一是這顆行星還很年輕，炙熱的夜側比籠罩在霾裡的晝側更亮；二是行星逸散的氣體拖出一條像彗星那樣的尾巴，尾巴橫越我們的視線，行星本身則沒有從恆星前方經過。

化學成分也不完全吻合：模型預測，AGB 星在製造鈮的同時也會製造鍶，但這裡沒有偵測到鍶。

HS 0209+0832 位在鯨魚座，赤經 2 時 12 分、赤緯 +8° 47′，南北半球都看得到。10月下旬午夜前後它升到最高，在臺北可達約 74° 的高度，在開普敦則是 47°。它的亮度約 13.8 等，只有用望遠鏡加上詳細的星圖才找得到，而且就算找到了，也只是一個跟其他恆星沒兩樣的暗淡光點。包括哈伯在內，沒有任何望遠鏡看到過這顆行星本身：這裡說的一切，都是從恆星的光裡解讀出來的。