幽灵恒星的行星在诡异恒星系统中逆向运行

南十字座ν星是一个紧密的双星系统，包含一颗主亚巨星——南十字座ν星A（质量约为太阳的1.6倍），以及一颗伴星——南十字座ν星B（质量约为太阳的一半）。这两颗恒星以1,050天的周期相互绕转。

该系统的径向速度观测数据（测量恒星朝向或远离我们运动的参数）中首次发现存在额外周期性信号，是由本论文合著者David Ramm博士于2004年在新西兰坎特伯雷大学攻读博士学位期间报告的。该信号表明存在一颗质量约为木星两倍的类木行星，以约400天的周期绕主星南十字座ν星A运行。然而，该行星的存在一直存在争议，因为其轨道过于宽泛，唯有逆行轨道（即运行方向与双星公转方向相反）才可能保持稳定。此类行星尚无观测先例，且理论层面存在强烈反对其形成的依据。

为解决争议，研究团队利用欧洲南方天文台（ESO）的HARPS摄谱仪获取了新的高精度径向速度观测数据，证实了行星信号的存在。论文第一作者郑浩云先生表示："我们分析了跨越18年的新增及历史径向速度数据，发现稳定的拟合结果要求行星轨道必须为逆行，且几乎与双星轨道处于同一平面。"

新研究的另一重点是确定伴星南十字座ν星B的性质。其质量特征表明它可能是低质量主序星或白矮星。所有恒星大部分生命周期都处于主序阶段，通过核心氢聚变为氦的核反应产生能量。当恒星耗尽核燃料后，核心坍缩形成恒星残骸——若初始质量小于数倍太阳质量，则会演化为白矮星。白矮星具有与太阳相当的质量，但体积仅与地球相仿。

为鉴别南十字座ν星B的类型，研究团队使用ESO甚大望远镜的自适应光学成像仪SPHERE对该系统进行观测。未能在观测中探测到南十字座ν星B的事实表明，它必定是一颗极为暗弱的白矮星。这暗示该双星系统自形成以来已发生显著演化，因南十字座ν星B已抛射大部分质量并进入恒星演化的最终阶段。

研究团队深入探究了该双星系统的可能原始构型——即两颗恒星的初始质量及双星初始轨道。郑浩云指出："我们发现该系统年龄约29亿年，南十字座ν星B初始质量约为太阳的2.4倍，并于约20亿年前演化为白矮星。分析表明该行星不可能与恒星同时形成于南十字座ν星A周围。"

南十字座ν星B实为白矮星的发现，为逆行行星的起源提供了新思路。李敏辉教授阐释道："当南十字座ν星B于约20亿年前演化为白矮星时，行星可能形成于南十字座ν星A周围的逆行物质盘中——这些物质吸积自南十字座ν星B抛射的质量；亦或是从绕双星顺行的轨道被捕获至绕南十字座ν星A的逆行轨道。"

论文合著者、德国海德堡大学天文中心与保加利亚索菲亚大学的Trifon TRIFONOV博士补充道："我们可能首次观测到第二代行星的确凿案例：它或是被捕获形成，或是源自南十字座ν星B抛射的物质——该星为成为白矮星已损失超过75%的原始质量。"

另一位合著者、德国海德堡大学天文中心的Sabine REFFERT博士强调："这一激动人心的发现关键在于运用多种互补方法完整表征了系统特性。"

随着天文学家持续在不同环境中搜寻行星，本研究凸显出：具有演化恒星组分的紧密双星系统中的行星，可为行星形成与演化机制提供独特见解。

本研究使用了欧洲南方天文台（ESO）运营的两套设备：ESO拉西拉天文台3.6米望远镜的高精度径向速度行星搜索器（HARPS）摄谱仪，以及甚大望远镜的高对比度系外行星偏振光谱仪（SPHERE）。