完美布局的恆星系統，6顆行星共振，六星連珠每10個月上演一次

2023-04-01 03:34:55

對現在的天文學家來說，發現一顆有系外行星的恆星不再是一件驚天動地的事情。即使有許多系外行星，也不足為奇。畢竟，我們已經發現了數百顆擁有不止一顆行星的恆星。

然而，一顆88光年以外的恆星仍然可以吸引天文學家的注意。因為，它的六顆系外行星系統真的很神奇。

這顆恆星的名字是HD 158259，它與太陽非常相似。它的半徑是太陽的1.21倍，質量只有太陽的1.08倍，非常接近。它也非常類似於太陽，因為它有一個相對較大的恆星系統。到目前為止，天文學家已經在它周圍發現了六顆系外行星。其中，除了HD 158259 b是地球質量的2.22倍的超級地球外，其他5顆都是地球質量的5倍左右的迷你海王星。

(高清158259 b幻像)

HD 158259是由法國上普羅旺斯天文臺發現的。在它被發現後，那裡的天文學家立即跟蹤並觀察了這些行星。經過大約7年的觀察，天文學家發現這六顆行星形成了完美的軌道共振，成為宇宙中最完美的恆星系統布局。

所謂軌道共振是指廣義上宇宙天體中發生的所有共振現象的總稱。狹義上，它是指兩個或多個天體在重力作用下形成的共振現象。

軌道共振在太陽系非常普遍，例如海王星和冥王星，它們處於軌道共振狀態。兩者的公轉周期是完美的2: 3比率(海王星60，327.624天，約164.8年；冥王星有90581天，大約是248年中的197天)。另一個例子是木星系統中的木衛二、木衛二和木衛三。三者的旋轉周期也表現出1: 2: 4的潮汐鎖定關係。

在太陽系之外，我們還發現了軌道共振現象，如KOI-730d，3: 4: 6: 8的b、c和e共振，克卜勒37d，5: 8: 15的c和b共振，誤差為1%。然而，這是第一次像HD 158259這樣的六顆行星都在軌道共振。

這一觀測結果是由上普羅旺斯天文臺1.93米反射望遠鏡上的索菲·切爾光譜獲得的。這是一個利用天體地震學和徑向速度法觀測系外行星的儀器，於2006年10月完成。正是通過使用索菲光譜儀，天文學家掌握了關於這個恆星系統的大量信息。

蘇菲分光計顯示，HD 158259系統的行星非常緊湊，有6個成員在非常小的範圍內緊密分布。最裡面的超級地球高清158259 b，旋轉周期只有2.17天。其他行星依次向外。公轉周期只有3.4天、3.4天、5.2天、7.9天、12天和17.4天——即使是最外層的一天，公轉周期也只有太陽系中最短水星公轉周期的1/5(包括一對在共同軌道上的行星，所以軌道周期是相同的)。

(高清158259 d幻影)

如果你仔細計算，你會發現它們之間的旋轉周期遵循一個非常接近的比率。每顆行星的公轉周期與其軌道內的公轉周期之比依次為1.57、1.51、1.51、1.53、1.51和1.44。換句話說，這個比例非常接近3: 2。基本上可以肯定，它們處於完美的軌道共振關係。

以6個行星的最小公倍數為例，大約是296。這意味著在HD 158259系統中，六顆行星排成一條直線的現象「六星排列」平均發生不到10個月，比在太陽系中要頻繁得多。

當然，天文學家沒有必要研究系外行星的六星排列現象。畢竟，他們不可能讓人類在表面上活著站起來，也不可能設想自己的生活，所以沒有人能看到這種天文現象。然而，這種近乎完美的軌道共振現象仍然意義重大。

(上普羅旺斯天文臺)

日內瓦大學的天文學家夏羽·烏德利說:目前，人類已經發現了像HD 158259這樣的小型系統，如trapist-1或克卜勒-80。我們相信在這樣一個恆星系統中，行星在出生時並不在它們現在的位置。畢竟，行星是由它們自己形成的，並不是任何人故意放在那裡的。怎麼會這麼巧呢？因此，它們更有可能在比現在更遠的距離形成，然後在進化過程中逐漸向內遷移。"共振在這個過程中起著重要的作用."

同樣來自日內瓦大學的天文學家內森·哈拉是研究小組的負責人，他作為第一作者在《天文學和天體物理學》雜誌上發表了關於這一發現的論文。他指出:「目前的發現與完美的3: 2周期有些偏離。這裡隱藏著很多信息。一隻手拿著恆星系統的數據，另一隻手拿著潮汐效應模型，我們可以深入研究行星在結構內部的約束。簡而言之，它為我們提供了一個極好的研究窗口。」