天文学家在不同寻常的恒星系统中发现新的宜居带行星
天文学家和公民科学家在一个独特恒星系统的宜居带内发现了一颗行星，该恒星系统由两颗恒星组成，可能还有一颗系外行星。这颗新发现的行星是由志愿行星猎手发现的，并经 Flatiron 研究所的科学家及其同事确认，它的轨道特别长。这一发现为多恒星系统中行星的形成和稳定性提供了宝贵的见解。
艺术家对 TOI 4633 c 的解读，这是一颗发现的类海王星系外行星，围绕一颗类太阳恒星的宜居带运行。该系统包含第二颗恒星（右），还可能有另一颗系外行星（左）。资料来源：埃德-贝尔为西蒙斯基金会提供
行星猎手发现这颗类似海王星的行星时，它正从其宿主恒星前方穿过，使恒星的光线暂时变暗，其方式类似于地球上的日食。这种"凌日法"通常能识别出轨道紧密的行星，因为它们更有可能沿着地球和主恒星之间的路径运行，而且在沿着这样的路径运行时，会更频繁地移动到遮挡光线的位置。这就是为什么这颗新发现的行星被认为异常遥远的原因，这颗行星需要 272 天才能绕行它的恒星一圈。此外，这颗恒星也是迄今为止已知的最亮的恒星，它在可存在液态水的宜居带中承载着一颗凌日行星。
对该系统的后续观测发现了更多奇特之处。这颗恒星的轨道上还有一颗尚未被证实的第二颗行星，其轨道为 34 天，最有趣的可能是还有另一颗恒星。这个独特的系统为科学家们试图了解行星如何在多恒星系统中形成并保持稳定轨道提供了一个宝贵的数据点。研究人员于4月30日在《天体物理学报》上发表了他们的发现。
从新发现的类海王星表面俯瞰的动画效果。图片来源：埃德-贝尔为西蒙斯基金会制作
该研究的第一作者、纽约市弗拉戎研究所计算天体物理学中心研究员诺拉-艾斯纳（Nora Eisner）说："在多恒星系统中寻找行星对于我们理解如何用相同的物质制造不同的行星至关重要。"
当气体云和尘埃云开始聚集在一起时，恒星和行星系统就形成了。当一颗恒星与另一颗恒星一起形成时，这对恒星就形成了双星系统。据估计，在双星系统中形成行星的几率是单星系统的一半，因此艾斯纳说："我们发现这个双星系统是非常令人兴奋的"。
这颗新发现的行星--正式名称为TOI 4633 c，但被科学家们昵称为珀西瓦尔（Percival，以《哈利-波特》系列丛书中的一个人物命名）--是由公民科学家们通过筛选美国国家航空航天局（NASA）的凌日系外行星巡天卫星（TESS）收集的数据首次发现的。通过"行星猎手TESS"计划，任何人只要有一台连接到互联网的电脑，就可以在TESS数据中搜索未被发现的行星。
"每当我发现一个可能的凌日时，我都能感觉到自己心跳加速，兴奋之情油然而生。"自2018年以来一直担任"行星猎手TESS"志愿者的丹麦公民科学家西蒙-本岑（Simon Bentzen）说。"我很高兴自己帮助发现了这个新系统。我希望新的行星能够有助于我们对行星形成的理解，并帮助解答其他有趣的行星问题。"
信息图表说明了有关多恒星、多行星系统的新发现。资料来源：露西-雷丁-伊坎达/西蒙斯基金会
公民科学家们帮助天文学家们整理庞大的数据集，因为这些数据集太大，研究人员自己根本无法分析。迄今为止，该项目已让来自 90 个国家的 43000 多名志愿者帮助为约 2500 万个天体编目。公民科学家在寻找长轨道系外行星方面尤为宝贵，因为计算机很难识别这些天体。
艾斯纳是"行星猎手 TESS"项目的首席研究员，他说："人脑具有非常惊人的识别模式和过滤噪音的能力。当我们的算法在努力识别这些周期较长的行星时，公民科学家们却不会。"
在 15 位公民科学家标出这颗可能的行星后，艾斯纳和她的团队决定仔细观察一下。对恒星径向速度的后续研究显示，恒星附近可能存在第二颗行星。
进一步的图像和档案数据显示，科学家们最初认为是一颗恒星，实际上是两颗。这两颗共轨恒星目前靠得太近，从我们地球上的有利位置无法单独分辨。不过，过去 119 年来对这颗恒星的档案观测结果表明，这个系统确实是一对双星。
这颗新的系外行星是利用 TESS 数据发现的行星中轨道第二长的行星，也是仅有的五颗轨道超过 100 天的行星之一。艾斯纳说："这颗行星在很多方面都很出色。它的轨道很特别，它位于宜居带很特别，它绕着一颗明亮的恒星运行也很特别"。"
虽然科学家们认为这颗行星位于宜居带，但他们不建议将其作为下一次星际度假的目的地。TOI 4633 c没有固体表面，大气中可能有很厚的水蒸气、氢气和甲烷。不过，先前的研究表明，长周期行星更有可能拥有卫星或卫星，这可能为生命的存在提供坚实的表面。
艾斯纳说："如果这颗行星有一颗卫星，那么这颗卫星很可能有一个坚固的表面，这可能是寻找水的好地方。鉴于该系外行星的亮度和行星的长轨道，这两点对系外行星的探测都很有帮助。"
虽然科学家们很想更多地了解这个系统，但要想确定恒星系统的确切布局至少还需要30年的时间，两颗恒星的距离才会足够远。确认这两颗行星是围绕同一颗恒星还是不同的恒星运行，可以帮助我们更好地了解这种系统能够保持稳定的时间有多长。它还能帮助科学家更好地预测新系外行星的发现。事实上，近一半的类太阳恒星都占据着多恒星系统。
艾斯纳说："如果我们能够确定行星的轨道位置，这将为我们了解系外行星的形成提供一块踏脚石。它还可能帮助我们有朝一日能够观察一颗恒星及其特性，并对该系统中可能有哪些行星环绕运行做出一些猜测"。
编译自/ScitechDaily
