在剛剛過去的這二十多年時間裡，被科學家們證實存在的系外行星已達到了數千顆之多，它們都圍繞著遙遠的恆星世界運行。宇宙中的行星系統眾多，而恆星Beta Pictoris周圍的太陽系便是一個罕見的行星系統，成為了解行星系統早期演化階段的最佳目標對象。而在該恆星的周圍，科學家們發現圍繞其運行的巨行星並不只有一顆，Beta Pictoris軌道的數據也因為引力牽引而發生變化。在這樣的系外世界，行星的質量和它的旋轉速度之間有何關聯，這個被扭曲的太陽系又存在著哪些基本事實？

引力牽引導致Beta Pictoris軌道發生變化

科學家們通過分析十年高分辨率數據發現，正是行星之間的引力牽引，引起了恆星Beta Pictoris軌道數據的微小變化。簡而言之，在該恆星的周圍，至少存在著兩顆巨大行星正在圍繞其運行，其中被稱為βPictorisc的行星就是剛被確認的一顆。若將這顆巨行星與地球進行對比，它的質量甚至達到了地球質量的3000倍左右，而它完成一次軌道運行的時間大約只需要1200天。在對該巨行星的研究過程中，其周圍的環境最讓研究人員感興趣，比如，在這個巨行星旁邊存在大量的碎石飛來飛去。

由於行星的重力會與恆星的重力之間發生相互作用，因此，HARPS光譜儀所測量到的恆星光線只發生了微小的變化。恆星Beta Pictoris經常會出現生長、甚至是縮小的現象，而這些細微的變化，科學家們很難從探測到的脈衝中得到更多解析。主星和新發現的βPictorisc之間大約相距2.7AU，這個距離相當於從太陽到小行星帶，科學家們希望可以通過其他技術再次驗證這顆行星的存在。由於它擁有特殊的運行軌道，還有自己的天體鄰居，所以，科學家們可以藉此研究該巨行星世界的大氣層、圍繞它的衛星或環，甚至是解答關於行星形成的更多問題。

行星的旋轉速度和質量之間有何關聯

早在十多年前，科學家們就在Beta Pictoris太陽系中發現了一顆比木星還要大9到13倍的巨行星，這也是第一個被測量旋轉速率的系外世界，它被命名為βPictorisb。該行星以大約每小時100000的超快速度旋轉，該速度遠遠超過了我們太陽系中的任何行星，它在距離恆星大約9AU的地方進行繞軌道運行，並且，這是一個每天只有8個小時的系外行星。相比之下，我們的地球赤道是以每小時1700公里的速度行駛，而木星的赤道則是以每小時47000公里的速度旋轉，這兩個我們特別熟悉的行星每天的時間分別為24小時和10小時左右。儘管科學家們尚且不瞭解這樣的行星旋轉更快的原因，但是通過對該系外行星的測量可以說明一個存在的基本事實，那就是太陽系中質量更大的行星，它的旋轉速度往往也會更快，而這個結論也同樣適用這些系外行星世界。

科學家們通過VLT（智利歐洲南方天文臺的超大望遠鏡）對βPictorisb的研究發現，它與地球之間的距離大約為63光年，並在其大氣層中意外尋獲了一氧化碳這種分子的化學指紋。這種指紋的信號因為該行星的獨特旋轉方式，而發生了顯著的變化和擴大，正是因為該信號和其旋轉的高度一致性，致使這顆巨行星每天的運行時間僅為8個小時。當然，這個只有2000萬年左右的年輕世界，也會隨著年齡的增長而縮小和冷卻，以至於在未來的某個時刻，它的一天將會變得更加短暫。雖然我們對該行星形成的很多內容都知之甚少，但這項研究讓科學家們更好地瞭解了系外行星的形成和演化，巨行星βPictorisb本身並不會較長時間的處於同類之中，而在這個複雜的形成過程中，角動量的增加是一個重要因素，這成為了行星模型最應該重視的行為之一。與此同時，通過這些觀察的難易程度來看，在不遠的將來，科學家們便可以對整個年輕巨行星樣本的旋轉速度進行測量。

Beta Pictoris太陽系被扭曲的基本事實

在一開始，科學家也以為恆星周圍碎片盤的翹曲，是由於Beta Pictoris系統中的第二顆行星所導致，正是這顆圍繞遙遠恆星繞行的系外行星，導致了該系統周圍的碎片盤旋演變成了彎曲的形態。科學家們將最可能的罪魁禍首鎖定在了βPictorisb的身上，儘管該星球星球當時的軌道並不會產生失真。通過後來的研究，這種情況被排除在外，因為該磁盤本身或許就可以使巨行星從可能改變磁盤形狀的早期路徑移動。碎片和氣體更傾向於圍繞平滑的恆星赤道運行，平坦外部遠離恆星，且磁盤內部傾斜，Beta Pictoris周圍的碎片盤略微翹曲。於是，科學家們推斷，一顆行星正在形成經線，當這樣一個物體穿過圓盤時，碎片中顆粒的移動方式便會被它所帶來的引力效應所改變。

天文學家在經過十年的搜索之後，對βPictorisb設法直接成像了，如果是它引起了碎片盤的這種扭曲，那麼這顆行星應該會處於相對更加傾斜的軌道上。但結果卻令研究人員感到意外，因為這顆行星的實際軌道，反而說明了該行星無法產生傾斜。相反，這顆巨行星的軌道應該是平坦的，並且與盤的外邊緣對齊，而不是內部。考慮到這一點，科學家們希望可以額外找到一條路徑，模擬第二顆行星的潛在軌道，以及它與βPictorisb之間的相互作用，從而達到解釋該觀測結果的目的。該行星的失真，必須發生在不破壞現有行星軌道的情況下，並且，它本身必須足夠小，處於不會在系統中產生其他彎曲的位置，才能合理逃脫先前的檢測。然而，在多次的實驗分析中，研究人員並沒有實現在正確的距離內，模擬一個適當質量的行星以引起翹曲。科學家們考慮了所有不同質量的行星，以及和恆星之間的各種距離，但結果都將它們排除在外，因為，有一個已知行星所具有的質量和距離的事實，意味著另一個行星不可能引起這種扭曲的發生。

鑑於這樣的研究結果，科學家們決定重新開始對第一顆行星的詳細檢查，因為他們意識到第二顆行星無法產生傾斜，如果在βPictorisb的過去曾經擁有一個傾斜的軌道，那麼，它便擁有可以將磁盤內的灰塵和岩石充分移動的能力。與此同時，在行星與磁盤的灰塵和岩石之間，很可能會因為它們的摩擦而拖動行星，並直至將其軌道改變，從而使得其原本擁有得平坦化為與碎片相同的平面。通過時的行星正在向磁盤失去能量，而這種情況同時也揭示了大量磁盤的歷史，由塵埃和成熟系統中的碰撞岩石所組成的它，類似於Kupier帶、火星與木星之間的小行星。這些剩餘的岩石因為各種原因而沒能形成行星，由於其中微小的碎片太小，而導致了我們無法單獨看到，但科學家們能夠通過對系統演變的詳細建模，來研究這個具有挑戰性的物體，並且，它將會告訴我們很多重要信息，比如磁盤，以及特別難以實際探測的星子屬性。