美国国家航空航天局TESS望远镜在“行为不端”的恒星周围发现6颗系外行星

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TOI-1136及其行星和年轻恒星的插图（图片来源:瑞·霍尔科姆/保罗·罗伯逊/UCI）

（）据美国太空网（罗伯特·李）：天文学家发现了一个由六颗年轻行星和可能的第七颗行星组成的罕见系统，它们围绕一颗行为不端的婴儿恒星旋转。

这个系统不仅可以提供急需的关于行星如何围绕婴儿恒星形成和演化的见解，而且它与太阳系的相似性可以为天文学家提供大约40亿年前我们的宇宙邻居可能是什么样子的快照。

这六颗（可能是七颗）系外行星围绕银河系中一颗相对较近的矮星TOI-1136运行；它距离地球约270光年。该系统中大量的系外行星激发了科学家们更深入的研究。

团队成员、加州大学天体物理学客座教授塔拉·费瑟洛夫在一份声明中说:“因为很少有恒星系统拥有像这个恒星系统一样多的行星，所以它的大小越来越接近我们的太阳系。”“它既足够相似，又足够不同，我们可以学到很多东西。”

一个罕见的年轻多行星恒星系统，其中有一颗极度活跃的婴儿恒星

科学家最初在2019年使用美国国家航空航天局的系外行星搜寻过境系外行星调查卫星（TESS）研究了TOI-1136行星系统。Fetherolf和他的同事在这项初步研究的基础上，通过多台望远镜的观测，揭示了行星的质量、轨道形状甚至大气特征。

该系统中的行星命名为TOI-1136 b至TOI-1136 g，被归类为“亚海王星”行星。六个已确认的世界中最小的一个的宽度是地球的两倍，而它的一些兄弟行星的大小是我们地球的四倍——大约相当于太阳系冰巨星天王星和海王星的大小。

所有的TOI-1136系外行星都离它们的母星如此之近，以至于它们在不到88个地球日的时间内完成了一周的轨道运行。这一点意义重大，因为88天是距离太阳最近的行星水星的轨道周期，这意味着所有这些行星距离它们的恒星可能比这颗小行星距离我们的恒星更近。

“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，”团队成员、加州大学物理学博士候选人雷·霍尔科姆在另一份声明中说。“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。”



一幅插图将TOI-1136系统的行星显示为鸭子（图片来源:瑞·霍尔科姆/UCI）

真正让TOI-1136脱颖而出的是这颗行星及其中心矮星有多年轻。TOI-1136只有7亿岁，这似乎很古老，但与45亿岁的太阳系及其恒星太阳相比，它使该系统成为一个相对蹒跚学步的孩子。

“这让我们看到了行星形成后的样子，太阳系的形成是一个热门话题，”Fetherolf说。“每当我们发现一个多行星系统时，它都会为我们提供更多信息，为我们关于系统如何形成以及我们的系统如何到达这里的理论提供信息。”

就像一个过度活跃的人类幼儿一样，这些少年明星可能很难跟踪，因为他们过于活跃。对于幼儿恒星来说，这种过度活跃表现为强烈的磁性、更加普遍和强烈的太阳黑子以及增强的太阳耀斑。

婴儿恒星爆发出的辐射不仅使它们难以观察，还塑造了围绕它们运行的行星，特别是塑造了它们的大气特征。

“年轻明星总是行为不端。他们非常活跃，就像蹒跚学步的孩子一样。这可能会使高精度测量变得困难，”团队负责人、加州大学河滨分校行星天体物理学教授斯蒂芬·凯恩在声明中说。“这不仅有助于我们对行星如何随时间变化进行一对一的比较，还可以了解它们的大气层在距离恒星不同距离的情况下是如何演变的，这可能是最关键的事情。”

TOI-1136的行星中有生命存在吗？

TOI-1136系统中的行星不仅年龄相对相同，而且物理距离也很近。这给了研究人员一个机会来研究在另一个行星系统中不容易研究的东西。

“通常，当我们寻找行星时，我们会观察行星对其恒星的影响。凯恩说:“我们观察这颗恒星的运动，并将其解释为行星对它的引力效应。”“在这里，我们也可以看到行星之间的相互拉扯。“

这种接近使研究小组能够在系统中探测到一种“共振力”，这似乎表明第七个世界可能会对已确认的第六个世界产生引力影响。

利用位于加利福尼亚州汉密尔顿山的利克天文台的自动行星探测器望远镜和位于夏威夷州莫纳克亚火山的W.M .凯克天文台的高分辨率中阶梯光谱仪，该团队能够发现矮星TOI-1136在其行星牵引下发生的“抖动”。

将对这种“摆动”的观察与计算机模型和行星穿过其恒星表面的数据相结合，研究人员可以以前所未有的精度确定行星的质量。

研究第一作者、加州大学欧文分校物理学博士候选人科里·比尔德说:“我们进行了大量的反复试验，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。”

据信，在地球历史上被称为太古代的时期，太阳系形成后约6亿年，地球上出现了最初的生命萌芽。我们看到TOI-1136系外行星处于历史上的相似阶段。

然而，这个系统中的行星能够支持生命的可能性似乎很小，因为它们靠近它们的主恒星。这意味着来自恒星的强烈辐射很可能会剥离这些世界的大气层，同时蒸发掉液态水，这是我们所知的生命的关键成分。

“我们稀有吗？我越来越相信我们的系统在宇宙中非常不寻常，”凯恩总结道。“发现与我们的系统如此不同的系统使我们越来越清楚我们的太阳系如何适应其他恒星周围更广泛的形成背景。”

该团队现在打算进一步调查TOI-1136系统，有望确认第七颗行星，并确定行星大气的成分。这是可以通过詹姆斯·韦伯太空望远镜实现的。

该团队的研究发表在《天文杂志》上。