天文学家发现了一个不寻常的恒星系统，它距离我们仅100光年，有六颗行星紧紧地挤在它们的宿主恒星附近——事实上，它们的所有轨道都可以容纳在水星和我们的太阳之间的距离之内。令人费解的是，与我们自己的太阳系不同，这个新发现的宇宙一角似乎自数十亿年前诞生以来就基本没有变化。
“如果把银河系比作帝国大厦，我们只能看到和探测到位于我们这一层公寓的恒星旁边的行星，”研究合著者、加那利天体物理研究所的恩里克·帕勒在新闻发布会上告诉记者。“我们刚刚发现了我们的邻居。”
100光年听起来可能很远，但从宇宙的角度来看，这个系统离我们非常近。它被命名为HD 110067，位于后发座，靠近北方天空的室女座。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事能够拥有未来。
而且由于HD 10067中的六颗行星与它们相当明亮和橙色的恒星非常靠近，因此它们都不位于宜居带，即恒星周围具有支持我们所知的生命的合适条件的区域。行星的轨道速度也很快，它们的“年”从9天到55天不等。
最初由美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星（TESS）于2020年探测到，天文学家们早期就意识到他们正在处理至少两个所谓的亚海王星，这些行星大约是地球的两到三倍大，并且被明显的蓬松大气层覆盖。研究合著者、芝加哥大学的拉斐尔·卢克说，在TESS探测到之后不久，北方的天空就要消失在地平线以下，这意味着团队只有一个月左右的时间使用地面望远镜来确认这一发现。
然后，借助来自TESS的新数据，这些数据是在两年后重新访问同一片天空时收集的，再加上欧洲航天局的系外行星特性探测卫星（Cheops）针对该恒星进行更详细观测的“精心策划的活动”，科学家们确认了该系统中的第三颗系外行星。
其余三颗外行星归因于TESS数据中无与伦比的星光衰减，已知这是由环绕行星引起的，这要归功于所有三颗已确认行星的轨道几乎完美地存在于科学家们所说的共振中。也就是说，第一颗行星每绕恒星运行三圈，第二颗行星就绕恒星运行两圈。接下来的两颗行星之间也存在完全相同的动力学。据计算，第四颗行星每绕恒星运行四圈，第五颗行星就绕恒星运行三圈，而第五颗行星又每绕恒星运行四圈，最外层的行星就绕恒星运行三圈。
在我们自己的太阳系中，冥王星与海王星也存在类似的共振（冥王星每绕太阳运行两圈，海王星就绕太阳运行三圈）。
达特茅斯学院新罕布什尔州研究系外行星大气层的研究生凯莉·罗克利夫（未参与这项新研究）告诉Space.com：“这个系统将帮助我们回答问题，而无需梳理所有不同的系外行星系统。”由于这六颗行星都围绕同一颗恒星运行，并且似乎自形成以来就没有改变过位置，因此天文学家可以仅使用这一个系统来更好地理解行星系统的形成和演化过程，方法是比较这六颗行星的各种参数，包括它们的组成，罗克利夫说。
她说：“这就像研究植物一样——也许花瓣的颜色——可以告诉我们它生长的土壤。”“所以，HD 110067有很多非常令人兴奋的地方！”
美国宇航局艾姆斯研究中心的同事首次通知卢克确认外行星，他回忆起通过电话会议与团队其他成员分享了这个消息。
他说：“我甚至可以通过耳机听到房间里没有麦克风时的惊呼声。”“你可以看出这是一个非常好的发现。”
这个具有完美共振系统及其长行星链的系统非常罕见。研究合著者、伯尔尼大学的休·奥斯本说，这是“我们在学校学到的东西，但我们并没有真正认为它们可以应用于自然界”，他回忆起第一次得知这一发现时“震惊和高兴”。“通常，我们做出预测，而大自然会找到另一种方法来做一些不太符合我们期望的事情。”
行星在从尘埃弥漫的原行星盘中诞生时就开始共振，但这些精巧的轨道往往会因路过的恒星或系统内比其他行星更大的主导行星过于靠近而被打破平衡。这种情况也发生在我们太阳系中，但HD 110067似乎在任何此类干扰期间都保持了令人印象深刻的稳固。
奥斯本说：“我们曾经使用数学理论来预测这些轨道，而大自然确实匹配了这些美丽的、完美的分数。”“那是一个美好的时刻。”
研究这些行星甚至可以揭示为什么许多太阳系（包括我们自己的太阳系）都缺乏亚海王星，尽管这种类型的行星是银河系中最常见的类型。在我们宇宙的一角，人们认为木星在塑造我们系统及其行星的早期演化中发挥了决定性作用，可能吞噬了所有可用物质，以至于亚海王星大小的行星没有机会合并。
因此，日内瓦大学的研究合著者阿德里安·勒卢说，新发现的行星系统是“进一步研究的黄金目标”，因为它看起来像大多数系统在行星形成的原行星盘消散时的样子。
在未来几个月里，该团队计划测量行星的质量，这将有助于深入了解该系统的化学组成。然后在新闻发布会上，科学家们分享说，或许可以对这些行星的演化进行某种“逆向工程”，以更好地了解它们的形成机制。
这项研究在一篇论文中进行了描述，该论文于周三（11月29日）发表在《自然》杂志上。
版权所有 2023 Space.com，一家Future公司。保留所有权利。未经许可，不得发布、广播、改写或重新分发此材料。