发现这颗恒星，有六颗行星作为伴星！

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在天龙座中，肉眼可以看到HD 158259的这颗恒星，在过去的七年里，天文学家们一直在使用索菲光谱仪对其进行观测。这台仪器安装在法国南部的上普罗旺斯天文台，获得了这颗恒星的300个测量值。由日内瓦大学科学家领导的一个国际研究小组对数据进行了分析，结果发现HD 158259有六个行星伴星：一个“超级地球”和五个“小海王星”。


这些行星显示出异常规则的间距，这暗示了该系统可能是如何形成的。其研究发现发表在《天文学与天体物理学》期刊上，研究还包括泰斯太空望远镜对这颗恒星的观测，它揭示了这颗行星最内部的密度。HD 158259恒星的索菲测量，可以非常精确地测量恒星的径向速度，也就是恒星在视线方向的速度。这与2019年诺贝尔奖获得者米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹在1995年发现51 Peg b的测量类型相同。


更重要的是，51pegb和hd 158259的6颗行星探测是用同一望远镜完成。在1995年揭开如此小行星的系统是不可行的，在2006年索菲的安装也不行。UNIGE理学院天文学系教授兼观测项目协调人弗朗索瓦·布希(Franois Bouchy)表示：由于获得了大量测量数据，以及仪器和信号处理技术有了戏剧性的改进，这个特殊系统的发现才成为可能。华威大学研究员、该研究的合著者保罗·A·威尔逊(Paul A.Wilson)表示：
“共振”六行星系统
这是一项伟大的研究，表明小型望远镜通过使用资金充足的旧天文台进行高质量研究，在推动天文学进步方面发挥了重要作用。索菲光谱仪的观测显示，距离HD 158259最近的那颗行星和这五颗外行星质量分别是地球的2倍和6倍。这个系统已经被发现是小型的，从这个意义上说，最外面的行星到恒星的距离比水星和太阳之间的距离小2.6倍。此外，NASA苔丝号（TESS）太空望远镜观察到，当最里面的行星在观测者和恒星之间过境时，恒星亮度降低了。


马赛天体物理实验室的研究员、该研究的合著者伊莎贝尔·博伊斯(Isabelle Boisse)说：苔丝号的测量有力地支持了对这颗行星的探测，并使我们能够估计它的半径，这带来了关于行星内部结构非常有价值的信息。已知的多行星系统有数百个，但只有十几个系统包含六个或更多的行星。围绕HD 158259运行的六颗行星的存在，使这个系统引人注目，但它最有趣的特点是规律性。事实上，任何两颗后续行星的周期比都接近3：2。


这意味着当第一颗行星完成三周公转时，第二颗行星大约完成两周公转。当第二颗行星完成三圈运行时，第三颗行星完成大约两圈，以此类推。这种情况在“共振”一般框架中得到了更好的理解，“共振”在行星系统的体系结构中起着关键作用。当几颗行星在完成了可能不同数量的轨道后，发现自己周期性地处于相同的构型时，我们就说它们处于共振状态。
推论系统的历史
UNIGE理学院天文学系研究员、行星研究所成员、该研究的第一作者内森·C·哈拉说：这就好比几位音乐家敲打着截然不同的节奏，但他们在每个小节的开头都在同时敲打，行星也可以靠近共振，但不完全在共振范围内，这就是HD 158259恒星的行星情况。为什么这个系统很有趣？研究行星系统的目的之一是了解它们的形成，关于这个主题，还有几个问题仍在争论中。特别要指出的是，行星是在接近其在星系中的最终位置形成，还是在形成后在整个系统中移动的？


后一种情况被称为行星迁移，似乎解释了恒星HD 158259六颗行星的形成。UNIGE理学院天文学系教授斯蒂芬·乌德里(Stephane Ury)表示：已知有几个小型的系统，其中有几颗行星处于共振状态或接近共振状态，比如TRAPPIST-1或开普勒-80。这类系统在向恒星迁移之前会远离恒星形成。在这种情况下，共振起到了至关重要的作用。在HD 15829的系统中，当一颗行星完成三圈运行时，它最近的外部邻居大约完成两圈。


在这里，‘关于’很重要，除了3：2周期比例的普遍存在之外，这也构成了这个系统的独创性。行星离共振很近，但并不完全在共振范围内。这表明，行星在过去曾被困在共振中，同步迁移，然后远离共振。此外，目前周期比偏离3：2包含了丰富的信息。一方面有了这些值，另一方面有了潮汐效应模型，天文学家可以在未来的研究中限制行星的内部结构。总而言之，系统的现状，给了天文学家一个关于它形成的窗口。


博科园｜研究/来自：天文学与天体物理学
参考期刊《日内瓦大学》
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