首次发现两行星以独特方式绕行恒星

2025-07-08 | 来源: 大纪元 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

天文学家发现，一个曾经被认为没有行星的行星系统实际上有两颗行星，它们以独特的方式环绕其恒星运行，就像老式的旋转木马一样。这是首次发现这类系统，现有的行星形成理论都无法解释其如何形成。

美国国家航空航天局（NASA）指出，天文学家在10多年前借由该局的克卜勒太空望远镜（Kepler Space Telescope）观测KOI-134系统。KOI-134是一颗距离地球3,500光年的恒星。

天文学家原本认为有一颗行星在KOI-134的轨道上运行，但它的凌日（亦即从该恒星前方经过）现象非常异常，以至于这颗行星在进一步分析之前就被剔除。

后来，澳洲南昆士兰大学（University of Southern Queensland）所主导的国际研究团队重新分析克卜勒太空望远镜的观测资料，结果证实KOI-134系统包含KOI-134 b和KOI-134 c这两颗行星，它们以独特的方式在两个不同的轨道平面上绕着该恒星运行，其中一颗行星的凌日时间有显着差异。

他们发现，KOI-134 b的凌日时间可能“晚”或“早”20小时，这是一个显着的差异。正因为这个差异如此显着，以至于这颗行星在最初的观测中未能获得证实。

他们表示，KOI-134 b的凌日时间差异是它与另一颗行星KOI-134 c的引力相互作用所引起的。KOI-134 b距离其恒星比较远，它是一颗尺寸与木星相似的巨行星。而KOI-134 c距离其恒星比较近，它的体积比土星稍微小一点。

KOI-134 c先前未被观测到，因为它的轨道平面与KOI-134 b不同，而且因为轨道倾斜而无法凌日。这两颗行星的轨道平面彼此相差约15度，也就是有15度的倾角。由于它们之间的引力作用，它们的轨道平面也随着前后倾斜。

这个行星系统的另一个有趣特征是所谓的轨道共振（orbital resonance）。这两颗行星的共振比为2比1，这意味着在一颗行星完成一次公转的同时，另一颗行星会完成两次公转。

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在这种情况下，KOI-134 b的轨道周期约为67天，KOI-134 c的轨道周期为33至34天，前者是后者的两倍。

在相互倾斜的轨道平面、凌日时间差异和轨道共振的作用下，这两颗行星绕恒星运行的轨迹类似于两匹木制小马在老式旋转木马上上下摆动。

天文学家发现，原本被认为没有行星的KOI-134系统实际上拥有两颗行星KOI-134 b和KOI-134 c。此为艺术家绘制的示意图。(NASA/JPL-Caltech/K. Miller)

主导这项研究的南昆士兰大学博士研究生纳比（Emma Nabbie）说，这项发现对长期以来有关行星形成的理论构成了挑战。

她比喻说，这两颗行星沿着有节奏的轨道相互连接——彼此远离，然后慢慢地重新聚在一起，就像在宇宙舞台上跳舞一样。

她说：“这是有如此强大引力相互作用和错位轨道的系统首次被观测到——这给行星形成理论带来了一个重大难题，因为目前还没有理论能够解释这样的系统是如何形成的。”

上述研究成果于6月27日发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）期刊上。