行星旋转木马:一个曾经被认为容纳零颗行星的行星系统实际上有两颗行星

行星旋转木马:一个曾经被认为容纳零颗行星的行星系统实际上有两颗行星

这位艺术家的概念展示了KOI-134系统,在2025年,一篇论文揭示了它有两颗行星:KOI-134 b和KOI-134 c。美国国家航空航天局/加州理工大学喷气推进实验室/K.Miller(加州理工学院/IPAC)

(蜘蛛网eeook.com)据美国国家航空航天局(切尔西·戈德):对开普勒旧数据的一项新调查显示,一个曾经被认为容纳零颗行星的行星系统实际上有两颗行星,它们以独特的方式围绕恒星运行,就像老式的旋转木马。 

关键事实

KOI-134系统包含两颗行星,它们在两个不同的轨道平面上以一种特殊的方式围绕恒星运行,其中一颗行星的凌日时间存在显著变化。这是首次发现此类系统。 

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十多年前,科学家们使用美国国家航空航天局的开普勒太空望远镜观察了KOI-134系统,并认为它可能有一颗行星在轨道上运行,但他们认为这颗候选行星是假阳性,因为它的凌日(或从恒星前经过)没有按预期排列。这些凌日是如此异常,以至于在进一步分析之前,这颗行星实际上是通过一个自动化系统作为假阳性被淘汰的。 

然而,美国国家航空航天局致力于公开分享科学数据,这意味着研究人员可以不断地重新审视旧的观测结果,以取得新的发现。在这项新研究中,研究人员重新分析了KOI-134上的开普勒数据,并证实“假阳性”不仅是一颗真实的行星,而且该系统有两颗行星和一些非常有趣的轨道动力学! 

首先,这颗名为KOI-134b的“假阳性”行星被证实是一颗温暖的木星(或与木星大小相似的温暖行星)。通过这一分析,研究人员发现,这颗行星之前未能得到证实的原因是,它经历了所谓的凌日时间变化(TTV),或者一颗行星在其恒星上的凌日存在微小差异,这可能会使其凌日“早”或“晚”,因为这颗行星被另一颗行星的引力推或拉,这也在这项研究中得到了揭示。研究人员估计,KOI-134b在其恒星上“晚”或“早”过境长达20小时,这是一个显著的变化。事实上,这是如此重要,以至于这颗行星在最初的观测中没有得到证实。 

由于这些TTV是由与另一颗行星的引力相互作用引起的,这一发现还揭示了一个行星兄弟:KOI-134c。通过在包括这些TTV的模拟中研究这个系统,研究小组发现KOI-134C是一颗比土星稍小的行星,比KOI-134b更靠近它的恒星。

行星旋转木马:一个曾经被认为容纳零颗行星的行星系统实际上有两颗行星

这位艺术家的概念展示了KOI-134系统,在2025年,一篇论文揭示了它有两颗行星:KOI-134 b和KOI-134 c。美国国家航空航天局/加州理工大学喷气推进实验室/K.Miller(加州理工学院/IPAC)

KOI-134c之前没有被观测到,因为它在一个倾斜的轨道平面上运行,这个平面与KOI-134b不同,而且这个倾斜的轨道阻止了这颗行星凌日。这些行星的两个轨道平面彼此相差约15度,也称为相互倾斜15度,这一点很重要。由于这两颗行星之间的引力推拉,它们的轨道平面也前后倾斜。 

这个行星系统的另一个有趣特征是共振。这两颗行星具有2比1的共振,这意味着在同一时间内,一颗行星完成一个轨道,另一颗完成两个轨道。在这种情况下,KOI-134b的轨道周期(行星完成一个轨道所需的时间)约为67天,是KOI-134c轨道周期的两倍,KOI-134 c每33-34天绕一圈。 

在前后倾斜的独立轨道平面、TTV和共振之间,这两颗行星以一种类似于两匹木马在老式旋转木马上上上下摆动的模式绕恒星运行。 

有趣的事实

虽然这个系统最初是开普勒的假阳性,但对数据的重新分析揭示了一个有两颗行星的充满活力的系统。事实上,这是有史以来第一个发现的紧凑型多平面系统,它不是平坦的,具有如此显著的TTV,并且轨道平面前后倾斜。 

此外,大多数行星系统在近行星对之间没有很高的相互倾角。除了罕见之外,由于观察过程中的挑战,这样的相互倾向也不常被衡量。因此,对系统中显著的相互倾斜进行这样的测量,以及对共振和TTV的测量,可以提供我们并不总是能够看到的行星系统内动力学的清晰图景。 

发现者

6月27日,由南昆士兰大学的Emma Nabbie领导的一个科学家团队在《自然天文学》杂志上发表了一篇关于他们的发现的论文,题为“通过凌日时间变化揭示的KOI-134周围的高相互倾角系统”。这篇论文中描述并用于模拟的观测结果是由美国国家航空航天局的开普勒太空望远镜进行的,这篇论文包括日内瓦大学、拉古纳大学、紫金山天文台、哈佛-史密森天体物理中心、佐治亚理工学院、南昆士兰大学和美国国家航空和宇宙航行局退役的开普勒太空天文望远镜等机构的合作和贡献。




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