开普勒望远镜又一发现！环双星系统“塔图因”发现第三颗行星——开普勒-47d

Connor Feng 2019年

来源：NASA/JPL-Caltech

已知唯一的“塔图因”多行星系统开始变得更加有趣了。

一项新的研究报告称，在双星开普勒-47星系中潜伏着第三个行星，而且它比之前发现的两个兄弟行星还要大。

圣地亚哥州立大学(SDSU)的天文学家威廉·威尔士(William Welsh)是这项研究的共同作者之一，他在一份声明中说：“我们当然没想过它会是恒星系统中最大的行星，这个结果几乎令人震惊。”

开普勒-47双星系统大约有35亿年的历史，距离地球3340光年。它的一颗恒星非常像太阳，但另一颗则小得多，只有我们太阳质量的三分之一。这两颗恒星每7.45个地球日就会围绕它们共同的质心公转一周。

早在2012年，威尔士大学的天文学家杰罗姆·奥罗斯(Jerome Orosz)和他的同事就宣布发现了围绕这两颗恒星旋转的两颗行星。这两个分别名为开普勒-47b和开普勒-47c的星球都有两个太阳，就像卢克·天行者在《星球大战》宇宙中的母星塔图因一样。

研究人员使用美国宇航局的开普勒太空望远镜(Kepler space telescope)得到了这个发现。开普勒望远镜是有史以来最多产的行星猎手，在去年秋天被宣布死亡，它通过“凌日法”发现了许多外星行星(凌日法的原理是寻找行星穿过其主恒星的表面时引起的亮度微小下降)。

奥罗斯也是这项新研究的负责人，他说，就在2012年那篇论文发表之前，研究小组在开普勒的数据集中发现了第三个过境信号的迹象。六个月之后，开普勒再次观测到了另一次凌日现象，因此研究人员得以获得这颗潜在系外行星的初步轨道。

奥罗斯说：“我们知道了初始轨道之后查看了现有的开普勒数据，发现了非常微弱的凌日事件，单凭这些微弱的凌日事件，你不会认为它们有多重要，但考虑到它们符合这种初步轨道模式，很明显它们可能来自同一颗行星。”

这颗行星就是最新公布的开普勒-47d，它大约是地球的7倍大。这比开普勒-47b和c要大得多，它们分别是地球的3.1倍和4.7倍。

开普勒-47b和c分别每49天和303个地球日环绕双星一周。而开普勒-47d的轨道周期是187个地球日，这意味着它是处于此前发现的两颗行星的中间。这很令人惊讶，因为研究小组认为，如果在该星系中发现任何新增行星的话，这个行星都可能位于开普勒-47c轨道以外才对。

Orosz说，这三个外星世界与我们太阳系中的任何天体都不一样：它们的密度比土星小得多，而土星是太阳系中最大的膨胀气态行星。

研究人员说，这种极度膨胀的现象在“灼热木星”外星世界上很常见，这些系外星球围绕着它们的主恒星非常紧密地旋转。但是这对于相对温和的行星来说是不寻常的，比如开普勒-47系统的三个行星，开普勒-47c的平均温度被认为是零下26华氏度(零下32摄氏度);开普勒-47d是50华氏度(10摄氏度);开普勒-47b是336华氏度(150 摄氏度)。

双星系统通常是非常动态的，随着时间的推移，行星的轨道会随着两颗主恒星的引力而发生改变，开普勒-47d的发现正是得益于这种改变;随着时间的推移，这颗行星的轨道平面与开普勒的视线越来越一致，这增加了凌日信号的强度。

但这种动态变化并不意味着开普勒-47的三个世界将很快被分散到星际空间的黑暗深处，毕竟，它们已经存在了大约35亿年(假设它们都是这个恒星系统的原生行星)。

奥罗斯说：“基于数值模拟，这看起来是一个相当稳定的恒星系统。”

这项新研究在4月16日发表在《天文学》杂志网络版上，强化了开普勒望远镜开创性工作带给我们的两个重要信息：系外行星的多样性令人震惊，我们的太阳系也远非典型。(毕竟，我们银河系中的大多数恒星都处于双星系统之中。)

加州大学圣克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)的天文学家乔纳森·福特尼(Jonathan Fortney)并不是该研究小组的成员，但他在同一份声明中说，这篇论文还“建立在开普勒最有趣发现之一的基础上：密集的低密度行星系统在我们的星系中极为常见。”

福特尼还补充说：“开普勒-47恒星系统还表明，无论这些行星的形成过程如何——我们的太阳系并没有得出这样的结论——对于单星和环双星行星系统来说，这些过程都是通用的。”

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