NASA发现迄今最怪异行星系统：三颗行星轨道疯狂变化

茫茫宇宙中，大多数行星系统都像“豌豆荚”里的豌豆一样整齐排列。但天文学家刚刚发现的一个名为TOI-201的系统，却彻底打破了这一常规。

借助NASA的系外行星猎手,凌日系外行星巡天卫星（TESS），以及部署在南极高原的“南极系外行星巡天望远镜（ASTEP）”，天文学家们发现了一个极其罕见且独特的行星系统。

这个系统围绕一颗名为TOI-201的恒星运转，距离地球约370光年。最令人震惊的是：其中行星的轨道变化速度快到科学家可以用肉眼实时看到,这在行星演化史上几乎闻所未闻。

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一个“三不像”的行星家族

TOI-201这颗恒星的质量和直径都是太阳的1.3倍。围绕它旋转的行星家庭成员风格迥异：

一颗岩石质“超级地球”：质量是地球的6倍，一年只相当于地球上的5.8天。

一颗气态巨行星（TOI-201b）：质量约为木星的一半，公转周期53天。

另一颗气态巨行星：质量高达木星的16倍，公转周期约7.9年（2883天）。

研究团队成员、英国伯明翰大学的Amaury Triaud 表示：“大多数行星系统都像‘豌豆荚里的豌豆’各行星参数相近，轨道平面也基本一致。但TOI-201系统完全不是这样。这里的三个天体彼此截然不同，而且相互之间存在强烈的引力拉扯。”

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实时上演的“轨道变形记”

行星轨道发生变化并不稀奇，通常这些变化发生在数百万年甚至数十亿年的时间尺度上。但TOI-201的特殊之处在于：它的外侧行星轨道极度扁平（椭圆形）且倾斜，这颗巨大的行星就像一只引力大手，不断拖拽内侧的行星。

这种拉扯导致内侧行星的轨道朝向发生变化，同时改变它们“凌日”的时间,也就是行星从恒星面前经过的时刻。情况极端到什么程度？大约200年后，这些行星将完全无法从恒星面前整齐经过，届时天文学家将再也观测不到它们的凌日现象。

“在太阳系中，几乎所有行星都是共面的。但在TOI-201这里，情况完全不同，每颗行星都不一样。”法国蔚蓝海岸天文台的天文学家Tristan Guillot说道，“这表明该系统中发生过活跃的轨道重组。它让我们得以一窥行星形成后不久发生的剧烈变化。”

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南极望远镜立下大功

有趣的是，这一发现的功臣之一正是设立在南极的ASTEP望远镜。它位于南极洲康科迪亚站，坐落在深达3.2公里的冰川之上，充分利用极地漫长的黑夜来观测其他行星系统。

研究团队负责人、新墨西哥大学博士生Ismael Mireles 解释道：“我们的目标是描述TOI-201这个行星系统的特征，不仅要弄清那里有哪些行星，还要理解它们之间如何动态地相互作用。这有助于科学家理解像我们太阳系这样的行星系统是如何形成并随时间演化的。”

当全球各地的望远镜都探测到那颗外侧行星的引力在拖拽TOI-201时，TESS恰好捕捉到了它一次罕见的凌日。随后天文学家注意到，TOI-201b的凌日出现了延迟。

Triaud回忆道：“通常来说，行星凌日就像节拍器一样精确，每一次凌日都严格间隔一个轨道周期。但我们跟踪TOI-201b时，突然发现它凌日的时间晚了大约半个小时。这种突然的跳变非常令人惊讶。全球其他天文学家也注意到了类似的诡异信号。通过团队合作，我们最终开始理解这个系统。”

他特别强调：“南极的望远镜是这次发现的关键。虽然后勤非常困难，但那里独特的地理位置和最优越的天文观测条件，对于研究像TOI-201这样长轨道周期的系外行星系统至关重要。”

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研究已发表在《科学》杂志

这一重大发现已于4月15日发表在国际顶级学术期刊《科学》（Science）上。

TOI-201系统的存在提醒我们：宇宙远比我们想象的更丰富、更狂野。也许就在此刻，那个遥远星系里的行星们，正在上演一场引力拉扯的“舞蹈”，而人类恰好幸运地看到了它的开场。

参考

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef2618

[2]https://www.space.com/astronomy/exoplanets/nasas-tess-spacecraft-discovers-a-weird-system-of-exoplanets-unlike-anything-seen-before