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科学家今天宣布，美国宇航局的开普勒太空望远镜发现的大量新行星加入了外星世界的行列。 所有新行星都是多行星系统的成员——拥有不止一颗环绕卫星的恒星。 研究人员使用了一种新方法来从开普勒发现的候选行星中剔除虚假信号，从而使他们能够将数百颗“已验证”的行星添加到开普勒的发现计数中。 “我们研究了 1,200 多个系统，并从中验证了 719 颗行星，”位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德的 NASA 艾姆斯研究中心的 Jason Rowe 说，他领导了这项研究。* “这是有史以来最大的收获。”
开普勒于 2009 年发射，并在去年因其两个稳定反作用轮失效而停止采集数据。 然而，它相对较短的寿命已经带来了丰富的发现，包括超过 3,500 个行星候选者以及通过后续观测证实的 246 个世界。 新的收获使其真正行星的总数超过 1,000 个。
开普勒通过测量行星从恒星前方经过时引起的恒星亮度下降来搜索行星，这会短暂地使恒星的光线变暗。 这种称为凌日法的方法准确率超过 90%，但有时非行星天体可能会欺骗望远镜。 “假阳性”最常见的原因之一是食双星——一对绕轨道运行的恒星，有时从我们的角度来看会在彼此前方交叉——与开普勒正在研究的前景恒星位于同一视线方向上。 当一颗恒星从另一颗恒星前方经过时，食双星会变暗，从而模仿行星会产生的变暗效果。
拥有单颗行星的恒星很难与食双星区分开来。 但多行星系统不太可能是欺诈。“这种情况会发生，但同一颗恒星的背景中有两颗食双星的可能性很小，”马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心 (CfA) 的 Francois Fressin 说，他没有参与这项研究。“这个简单的事实极大地增加了它们是真正的行星的几率。” 也可能存在食双星和一颗带有行星的恒星彼此正好重叠的情况，尽管这种可能性极小。“基于这个论点，我们开始研究统计数据，看看我们是否可以量化它，看看我们可以找出多少个，并非常有信心地说它们是经过验证的行星，”Rowe 说。
开普勒发现的候选行星中，约有 20% 位于拥有多个世界的系统中。 在这群行星中，Rowe 和他的同事试图通过检查候选行星的光信号来剔除少量可能是虚假信号的行星。 来自单个行星系统的光将集中在一个点上，即母恒星。 然而，背景中的食双星可能不会完全位于主恒星后面，而是会偏移一小段距离。 当这颗双星因一颗恒星穿过另一颗恒星而熄灭时，视野中光的中心应该向一侧移动，从而产生一个称为移动质心的特征。“移动质心是我们相当确定它们是假阳性的那些，然后我们有一个子集，其中大部分，我们非常有信心是行星系统，并且没有混合的迹象，”Rowe 说。
多行星系统更容易验证的想法并不新鲜，研究人员之前已经研究过如何剔除少量假阳性。“我在 [2011 年] 提出了这个论点，但现在已经仔细地制定出来了，”CfA 的 David Latham 说。“Jason 做得非常好。”
新的行星宝藏极不可能窝藏冒名顶替者，但它们并非传统意义上的“已确认行星”。 这需要测量母恒星的运动，以确定行星的引力拖曳导致它摆动多少，从而揭示行星的质量。“即使我们可以非常有信心地认为这些天体是真正的行星，但我们目前掌握的关于它们物理性质的唯一信息是它们的大小（半径）和预期的平衡温度（这取决于它们到母恒星的距离，这是已知的），”CfA 的 Guillermo Torres 说。
在新的行星宝藏中：一颗小的、可能呈岩石状的世界； 一个奇特的双星系统，其中每颗恒星都有自己的行星； 以及拥挤的系统，其中多颗行星彼此之间相互引力拖曳。“当然，在我们验证的集合中，我们拥有人们可以想到的每种类型的行星系统，除了完美的地球类似物，”Rowe 说。 就目前而言，这仍然是开普勒的圣杯。
*编者注（2014 年 2 月 26 日）：引文中宣布的 719 颗系外行星验证总数在本文发布后不久被开普勒团队重新声明为 715 颗。