星盘里的恒星 星盘里的恒星点

简介：天文学家发现了一个有趣的恒星系统，其中有6颗行星绕恒星运行，而其他5颗行星的运行周期是简单的倍数！当一颗行星的周期是一个简单的倍数时，我们说它们处于共振状态。在这种情况下，这是一个共振链，所有外部五颗行星都在简单的多个周期内运动。

天文学家已经发现了一个非凡的太阳系，一个围绕着相邻恒星运行的行星系统。首先，至少有六颗行星在那里发现。此外，外部的五颗行星围绕着恒星同步运行，就像舞者有节奏地跳舞一样。

优美的TOI-178轨道共振动画截图 图源： ESO/L. Cal?ada

这颗恒星被称为 TOI-178，距离地球200光年，像头发一样渺小。TOI是TESS Object of Interest缩写是一颗外行星探测人造卫星（TESS又是Transiting Exoplanet Survey Satellite缩写)检测到有候选行星的恒星(使TOI成为嵌入缩写的缩写词；这并不重要，但由于某种原因，它们让我崩溃）。

TESS卫星探测器 图源：百度百科

当被观测行星直接通过其母恒星前面时，会产生一个迷你的食，我们称之为凌，只有当我们看到轨道边缘时才会发生这种情况。因此TESS寻找周期性亮度减弱的现象来探测行星。此外，还可以找到行星时期（行星年份）及其大小 — 更大的行星会阻挡更多的光。

文学家分析当天TESS对TOI-在观察178时，他们发现有6颗行星绕恒星运行，而其他5颗行星的运行周期是简单的倍数。

通过这些行星TOI-178g被命名为TOI-178b(第一颗被发现的行星是由恒星的名字和小写字母b命名的)。根据行星和地球的日历，行星的周期是b= 1.91, c = 3.24, d = 6.56, e = 9.96, f = 15.23, and g = 20.71。

看看这些数字：d行星绕恒星轨道的运行周期是c行星的两倍，也就是说，c绕恒星转两圈的时间d绕轨道转一圈。e行星周期是c的三倍，所以行星c每转3圈，e转一圈。行星f每转2圈，e转三圈。g每转3圈，f转4圈。

当一颗行星有一个简单倍数的运行周期(一个数字可以表示为一个分数和两个整数，如2/3或5/4)时，我们说它们是共振的。在这种情况下，这是一个共振链，它与所有外部五颗行星在一个简单的倍数周期中运行。

演示动画

这个TOI-178系统的动画展示了五颗行星中一颗在任何时候完成一半或全轨道的步伐，每颗行星都有不同的步伐。由于行星轨道的周期是相互简单的倍数，因此该模型定期重复。 ESO/L. Cal?ada

我们知道几个这样的系统；加上TOI-178系统数量达到5个。从某种意义上说，它们的形成是非常自然和容易的。当它们的星盘相互作用时，它们的轨道就会发生变化。它们倾向于慢慢靠近恒星。但当这种情况发生时，它们会进入共振模式，它们之间的重力相互作用会增强共振。如果一颗行星移动太快，外面的行星会把它拉回来一点，反之亦然。

另一方面，当你在一条链上有这样一个五行星的模型时，这也是一件非常脆弱的事情；如果一个行星稍有偏差，它将完全脱离舞蹈轨迹，行星周期将改变，扰乱共振。关于它们是如何形成的，有人说：让它们进入轨道一定是一个相对温和的过程。如果一颗大行星猛拉它们，就会被破坏。这颗恒星大约70亿岁，因此该系统长期稳定。

我会注意到这些行星非常接近它们的母恒星，这就是我们所说的k型星。它们比太阳更小更冷。但它们也很近，被恒星烧毁了。

比较地球(左)和海王星(右)之间的大小 图源：NASA / jcpag2012 at wikimedia

凌也能告诉我们行星的大小。从恒星的顺序来看，与地球相比，行星的大小依次是b = 1.18, c = 1.71, d = 2.64, e = 2.17, f = 2.38, g = 2.91。它们都比地球大，但比海王星小，所以我们称之为低端超级地球和高端迷你海王星。但都混在一起了。在我们的太阳系中，小行星绕着最近的轨道运行，大行星都很远。不是上面提到的混乱。

奇怪。但还有更多。为了测量恒星的反射速度，天文学家用其他望远镜跟踪了这一发现，告诉我们行星的质量（当它们绕着恒星运行时，它们会拉动恒星，使恒星陷入复杂的模式；行星质量越大，就越难抓住它们）。

如果你计算这些行星的密度(质量除以体积)，那就更复杂了。按顺序，TOI-行星密度为178 b = 0.91, c = 0.9, d = 0.15, e = 0.39, f = 0.58, g = 0.19。因此，两颗行星的密度低于地球，但d较低，e比d密度大得多，f密度也高于d，然后低于g。这些数据参差不齐。

六行星系统围绕恒星描绘了六行星系统TOI-178的作品

图源：ESO/L. Cal?ada/spaceengine

密度很重要，因为它会告诉你行星的类型。天然气巨星的密度高达0.2左右，岩石/金属行星的密度与地球相似。我们可以看到它们的顺序混乱，与我们的太阳系完全不同。很难解释，告诉我们一些关于地球是如何形成的信息。我们只是不知道是什么。

我很高兴我们发现的所有这些系统都与我们不同。我本来打算说奇怪，但我想知道（原因）。如果一个系统的距离只有200光年，这意味着这样的系统非常常见；如果它们非常罕见，它们就不太可能如此近。

也许我们也是一个奇怪的系统。我认为这也很令人兴奋。也许我们看起来很正常，因为我们已经习惯了，这是我们观点的基础。

假如那里有道德课，呃，也许我们应该多听宇宙的声音。

BY:Phil Plait

FY:Estrelas

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