——圍繞恒星TOI-178的行星知道如何保持節(jié)奏

在恒星TOI-178周圍的行星知道如何保持節(jié)奏，這是不是很神奇呢？事實上，科學家們能夠通過破譯該系統(tǒng)的音樂來發(fā)現新的外星世界。

天文學家仔細研究了美國宇航局凌星系外行星巡天衛(wèi)星 (TESS)的數據，發(fā)現了一顆被稱為TOI-178 (TOI代表TESS感興趣的天體)的恒星周圍有三顆行星。

當科學家們更仔細地觀察這些觀察結果時，他們意識到兩個行星似乎在彼此追趕以保持時間上的重合。 因此，他們征用了更多的儀器，發(fā)現這個系統(tǒng)至少有六顆行星，甚至有五顆行星的軌道相互有著一種韻律感。與其他同步系統(tǒng)不同，這些行星是一個不同尋常的混合體。

圖解：TESS模擬圖，圖源： tech.sina

“這是我們第一次觀察到這樣的現象，”歐洲航天局的系外行星特性探測衛(wèi)星(CHEOPS)項目的科學家凱特·伊薩克(Kate Isaak)在瑞士伯爾尼大學（the University of Bern in Switzerland）發(fā)表的一份聲明中說，“在我們所知道的少數和諧的系統(tǒng)中，隨著我們遠離恒星，行星的密度會穩(wěn)步下降。但在TOI-178系統(tǒng)中，一顆像地球一樣稠密的類地行星就在一顆密度只有海王星一半的氣態(tài)行星旁邊，緊挨著的是一顆與海王星非常相似的行星?！?/p>

圖解：瑞士伯爾尼大學（the University of Bern in Switzerland），圖源：mfisp

受神秘的TESS數據的啟發(fā)，主持這項新研究的科學家征用了更多的儀器，最終用CHEOPS望遠鏡進行了十幾天的觀測。根據這些觀測，TOI-178系統(tǒng)似乎包括五顆行星，分別以2天、3天、6天、10天和20天為周期。但對科學家來說，這一序列似乎存在一個缺口。他們認為系統(tǒng)中應該有另一顆行星，這顆行星以15天為一個周期。

圖解：TOI-178系統(tǒng)的藝術想象圖，圖源：ESA

回到CHEOPS的研究，可惜的是他們幾乎錯過了詳細研究該系統(tǒng)的機會。因為正當CHEOPS要對TOI-178進行關鍵觀測時，這顆衛(wèi)星不得不匆忙逃離，防止與一塊太空垃圾進行潛在碰撞。盡管是死里逃生，后續(xù)的觀測還是十分順利。

圖解：CHEOPS太空模擬圖，圖源：uux

日內瓦大學（the University of Geneva）的天體物理學家，同時也是這項新研究的合作者內森·哈拉(Nathan Hara)在聲明中說:“讓我們感到欣慰的是，這次操作非常有效，衛(wèi)星可以及時恢復觀測，捕捉到這顆經過的神秘行星。幾天后，數據清楚地證實了另一顆行星的存在，從而證實了TOI-178系統(tǒng)中確實有六顆行星?！?/p>

事實證明，除了最內層的軌道有不同的節(jié)奏，外層的五個軌道都相互協(xié)調，非常和諧。由外向內，最外面的行星每完成一圈，后面的行星就完成一又四分之一的軌道，中間的行星繞兩圈，然后是一顆行星繞三圈，然后是一顆行星繞六圈; 在這一過程中，行星偶爾會排成一線，這產生了TESS原始數據中的奇怪節(jié)奏。

研究人員不僅發(fā)現了額外的行星，理清了復雜的軌道鏈，還研究了這些行星本身。他們發(fā)現這些行星的大小是地球的1.1到3倍不等，密度也有一定范圍，這使它們成為固態(tài)的巨型地球和氣態(tài)小型海王星的奇妙混合體

科學家們懷疑可能有更多的行星遵循相同的軌道排列，盡管發(fā)現這些行星需要更長的觀測時間。但幸運的是，由于這顆恒星本身非常明亮，這個系統(tǒng)相對容易研究。特別的是，研究人員期待著美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和歐洲極大望遠鏡在各自開始工作后可能收集到的關于該系統(tǒng)的數據。

圖解：詹姆斯·韋伯望遠鏡，圖源：onlinedown

圖解：歐洲極大望遠鏡，圖源：zhihu

發(fā)表在《天文學與天體物理學》雜志上的一篇論文描述了這項研究。

BY:Meghan Bartels

FY: Equality

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