行星可以有多老？最古老的行星是哪个？

我们知道，宇宙从诞生之初到现在已经 138 亿年。在这 138 亿年间，宇宙中形成了无数的行星。这些行星有些刚刚诞生于原行星盘，有些则是像地球一样正值壮年，而有些却早已随着宿主恒星的死亡灰飞烟灭。那么在现存的行星当中，已发现的最古老的会是哪一颗呢？

夜空中肉眼可见的这些恒星，它们通常都是至少几倍太阳质量以上的大质量恒星。我们知道，恒星质量越大寿命越短，所以对于这些大质量的"短命鬼"来说，在它们周围即使有行星年龄也不会太大。

那红矮星这种小质量恒星，它们可是称得上"寿与天齐"，寿命通常可达百亿、千亿甚至万亿年，那最古老的行星有没有可能出现在红矮星周围呢？

之前说过，宇宙的初代恒星应该都是些不含金属元素的超大质量恒星，很明显红矮星这种"小不点"出现的应该没那么早。这在观测上也得到了证实，目前观测到的红矮星几乎都富含金属，说明构成它们的材料少不了上代恒星的参与。

另外初代恒星由于不含金属元素，这非常不利于行星的形成。根据传统的行星形成理论，行星需要先有一个金属的核心，然后才能通过吸积快速增加质量形成足够大的行星。所以不说无金属星，就是贫金属星它周围的行星都很罕见。

那么古老的行星会在哪呢？

其实刚才的推测大体思路是对的：行星要想足够老，恒星年龄小不了。那么老年恒星哪里寻，球状星团可以找一找。

被喻为"恒星养老院"的球状星团，它里面的恒星通常都是些百亿岁的"老人"。有些星团本身的年龄甚至比宿主星系还要老，这就像生活中有些老人，他们往往亲眼见证了所在城镇的兴衰。

但是不管是大质量恒星，还是质量相对较小的二代恒星，它们都会随着时间的推移最终寿终正寝。一旦宿主恒星经历超新星爆发，对于它附近的行星来说，想要幸存下来…… 也不是完全没有可能。

1993 年，天文学家在位于天蝎座的球状星团 M4 中，发现一个双星系统中的脉冲星它的自转速率存在明显异常。

经过计算研究人员认为，这颗脉冲星应该不止一颗伴星，在更远的距离上可能存在着第二颗伴星。鉴于第二颗伴星的质量非常小，可能只有太阳质量的 1% 左右，所以这意味着它可能是一颗褐矮星或者是行星。

原本这颗脉冲星被命名为 PSR B1620-26 A，它的伴星名字与之相同，只是后缀由 A 变为了 B（PSR B1620-26 B），所以这第二颗小伴星的后缀便被命名为 c（PSR B1620-26 c）。后来人们发现，后缀为 B 的这颗伴星它的质量仅有 0.34 倍太阳质量，压根就不是颗中子星，而是一颗白矮星，所以人们将其更名改姓为 WD J1623-266。而后缀为 c 的这个小家伙则被归为它们的一颗行星 --PSR B1620-26(AB) b。

从这个命名可以看出，这颗行星它不是围绕脉冲星（A）在转，也不是围绕白矮星（B）在转，而是围绕它们两个（AB）在转。没错，这是一个环双星系统！

不管怎样，由于星团中的恒星几乎都是同一时期诞生的，而行星通常又是与主星一起形成的，因此这颗行星的年龄有可能和星团一样古老。

球状星团 M4 的年龄预计在 127 亿岁上下，所以如果这颗行星和预想的一样，那么它的年龄应该也在 127 亿岁左右，差不多诞生于大爆炸后 10 亿年的宇宙黎明时期。

作为迄今为止发现的最古老的行星，人们借用《希伯来圣经》中最长寿的人称其为"玛土撒拉"（英语也音译为"玛士撒拉"）。

注意：这个和"比宇宙年龄还大"的那个"玛土撒拉星"是两码事。那个"玛土撒拉星"是颗恒星（HD 140283），估算年龄在 144 亿年左右。但由于数值的不确定性很大，所以它与宇宙年龄并不冲突。

说回"玛土撒拉"这颗行星，关于它的起源目前仍然不能确定，研究认为它很可能并不在今天发现它的这个地方形成的，而是随着某颗恒星（比如说这颗白矮星的前身）被脉冲星捕获来的。

之前脉冲星行星那期里说过，作为脉冲星的行星，通常来说它要么是在脉冲星周围新形成的，要么是恰巧路过被脉冲星捕获的，甚至也有可能是由伴星演变来的。

而关于这颗行星，天文学家们的猜测则更为复杂，当时可能是这样：

一颗行星随着一颗恒星一起在星团核心的外围形成。随着时间流逝，慢慢地它们开始向核心迁移。后来在那里它们遇到了一对中子星双星，随后这颗外来的恒星带着自己的"孩子"（也就是这颗行星）作为第三者加入了该双星系统，然后在不稳定的三体运动中，中子星的"原配"被踢了出去，于是原本的中子星双星变成了中子星、主序星，外加一颗行星。

之后随着时间的推移，这颗主序星逐渐膨胀成一颗红巨星，它的外层物质开始被中子星剥离。而中子星有个特点，它的质量越大体积越小。所以随着物质不断落入中子星，中子星的体积变得越来越小，同时旋转速度变得越来越快，直到自转一圈只要几毫秒，也就是成为了毫秒脉冲星。而旁边的红巨星呢，经历后期爆发后它最终成为了一颗白矮星。至于那颗主序星带来的行星，现在则在围绕中子星和白矮星一起公转。

但是这个解释存在一个问题，就是球状星团 M4 是一个金属含量非常低的星团，刚才说了，根据传统的行星形成理论，在这种低金属含量的环境中行星是很难直接形成的。于是又有人给出了另一种猜测：

又是一个相互环绕的双星系统，不同的是这两颗恒星非常"亲密"（距离非常近），以至于到了演化后期，其中一颗恒星膨胀到把另外一颗包裹了进来。之后随着物质的流失，在它俩的外围慢慢形成了一个星盘。随后在恒星风的作用下，这个星盘甚至延伸到了 100 个天文单位以上。

此时一颗恒星从旁边经过，在该恒星的引力扰动下，星盘中的物质逐渐开始聚集，于是一颗行星便诞生了。该形成过程因为不需要金属内核这个先决条件，所以在缺少金属元素的球状星团中，行星理论上确实可以这么形成。

不管哪种方式，这颗行星的年龄都不会太小，目前它已经围绕双星旋转了上百亿年，那未来它会一直这么旋转下去，直到天荒地老吗？

由于该系统仍在缓慢地向星团核心靠近，随着恒星密度地不断增加，若干亿年后，当系统再一次靠近某颗恒星时，由于小质量天体更容易被甩出，所以这颗行星未来命运可能会脱离球状星团，最终成为一颗游离在星际空间的流浪行星。

参考资料

• [1] https://en.wikipedia.org/wiki/PSR_B1620%E2%88%9226_b

• [2] https://en.wikipedia.org/wiki/PSR_B1620%E2%88%9226

• [3] https://en.wikipedia.org/wiki/HD_140283

• [4] http://exoplanet.eu/catalog/psr_b1620-26_(ab)_b/

• [5] https://www.nature.com/articles/365817a0

• [6] https://iopscience.iop.org/article/10.1086/307771/

• [7] https://academic.oup.com/mnras/article/355/4/1244/992851

• [8] https://www.science.org/doi/10.1126/science.1086326

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