天文学家分析了六颗系外行星的质量、轨道特性和大气特征

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由UCI大学天文学家领导的一组研究人员获得了关于六颗已确认的围绕TOI-1136运行的系外行星的高度精确信息。TOI-1136是一颗距离地球约270光年的矮星。致谢:瑞·霍尔科姆/ UCI

（）据加州大学欧文分校：最近发现的一个太阳系拥有六颗已确认的系外行星和第七颗可能的系外行星，这增加了天文学家对行星形成和演化的了解。依靠遍布全球的天文台和仪器，加州大学欧文分校研究人员领导的一个团队汇编了迄今为止对系外行星质量、轨道特性和大气特征的最精确测量。

在今天发表在《天文学杂志》上的一篇论文中，研究人员分享了TESS-Keck调查的结果，提供了围绕TOI-1136运行的系外行星的详细描述，该行星是银河系中距离地球270多光年的一颗矮星。该研究是该团队2019年利用凌日系外行星调查卫星数据对恒星和系外行星进行初步观测的后续研究。该项目通过记录凌日时间变化提供了对系外行星质量的首次估计，凌日时间变化是轨道行星相互施加引力的一种测量方法。

在最近的研究中，研究人员将TTV数据与恒星的径向速度分析结合起来。利用加州汉密尔顿山利克天文台的自动行星探测器望远镜和夏威夷莫纳克亚山W.M .凯克天文台的高分辨率中阶梯光谱仪，他们可以通过多普勒效应的红移和蓝移来探测恒星运动的细微变化——这有助于他们以前所未有的精度确定行星质量读数。

为了获得太阳系行星的精确信息，研究小组利用TTV数据上的数百个径向速度测量值建立了计算机模型。第一作者科里·比尔德是UCI大学物理学博士候选人，他说结合这两种类型的读数可以获得比以往任何时候都多的关于该系统的知识。

比尔德说:“这需要大量的反复试验，但在开发出迄今为止系外行星文献中最复杂的行星系统模型之一后，我们对我们的结果真的很满意。”

论文合著者、UCI大学物理学和天文学副教授保罗·罗伯逊表示，大量行星是激励天文团队进行进一步研究的一个因素。

他说:“从研究的角度来看，我们认为TOI-1136非常有利，因为当一个系统有多个系外行星时，我们可以控制行星演化对宿主恒星的影响，这有助于我们专注于导致这些行星具有这些特性的个体物理机制。”

罗伯逊补充说，当天文学家试图比较独立太阳系中的行星时，根据恒星的不同属性及其在银河系不同部分的位置，有许多变量会有所不同。他说，在同一系统中观察系外行星可以研究经历过类似历史的行星。

按照恒星标准，TOI-1136很年轻，只有7亿岁，这是吸引系外行星猎人的另一个特征。罗伯逊说，与少年明星合作既“困难又特别”，因为他们太活跃了。在恒星发展的这个阶段，磁力、太阳黑子和太阳耀斑更加普遍和强烈，由此产生的辐射爆炸并塑造了行星，影响了它们的大气层。

TOI-1136的确认系外行星，TOI-1136 b到TOI-1136 g，被专家归类为“亚海王星”。罗伯逊说，最小的一个是地球半径的两倍多，其他的是地球半径的四倍，与天王星和海王星的大小相当。

根据这项研究，所有这些行星围绕TOI-1136运行的时间不到水星绕地球太阳运行一周的88天。罗伯逊说:“我们正在把整个太阳系装进恒星周围的一个区域，这个区域太小了，以至于我们的整个行星系统都在它的外面。”

“对我们来说，它们是奇怪的行星，因为在我们的太阳系中没有任何与它们完全一样的行星，”合著者、UCI物理学博士候选人雷·霍尔科姆说。“但我们对其他行星系统的研究越多，它们似乎可能是银河系中最常见的行星类型。”

太阳系的另一个奇怪的组成部分是可能存在第七颗行星，但尚未得到证实。研究人员发现了系统中另一种共振力的一些证据。罗伯逊解释说，当行星彼此靠近运行时，它们会相互吸引。

“当你听到钢琴演奏的和弦对你来说很好听时，那是因为你听到的音符之间有共鸣，甚至有间隔，”他说。“这些行星的轨道周期间隔相似。当系外行星共振时，牵引力每次都是相同的方向。这可能会产生不稳定的影响，或者在特殊情况下，它可以使轨道更加稳定。”

罗伯逊指出，这项调查远远没有回答他的团队关于这个系统中的系外行星的所有问题，而是让研究人员想要寻求更多的知识，特别是关于行星大气组成的知识。他说，通过美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜的先进光谱能力，可以最好地探索这一问题。

“我很自豪UCO的利克天文台和凯克天文台都参与了一个真正重要系统的表征工作，”加州大学天文台副主任马修·谢特罗内说。“在同一个系统中有这么多中等大小的行星确实让我们可以测试形成场景。我真的很想知道更多关于这些行星的事情！我们会在同一个太阳系中发现一个熔岩世界、一个水世界和一个冰世界吗？这几乎感觉像科幻小说。”