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一個(gè)環(huán)繞雙星的行星的插圖，一個(gè)圍繞著不是類塔一顆而是兩顆恒星運(yùn)行的世界，圍繞著它們的圖因太陽(yáng)質(zhì)量中心運(yùn)行。(圖片鳴謝:馬克·加爾利克/科學(xué)圖片庫(kù)/蓋蒂圖片社)
（神秘的繞雙認(rèn)識(shí)地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（查爾斯·蔡）：幾十年來(lái)，天文學(xué)家一直想知道，運(yùn)行像盧克·天行者虛構(gòu)的新的系外行星現(xiàn)圍下塔圖因星球那樣擁有雙太陽(yáng)的行星是否只是科幻小說(shuō)。現(xiàn)在，類塔科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的圖因太陽(yáng)類似塔圖因的系統(tǒng)，它是繞雙認(rèn)識(shí)多個(gè)世界的家園。
雙星，運(yùn)行或者說(shuō)兩顆互相圍繞軌道運(yùn)行的新的系外行星現(xiàn)圍下恒星是非常常見(jiàn)的——銀河系中大約一半的類太陽(yáng)恒星都在雙星系統(tǒng)中。到目前為止，類塔天文學(xué)家已經(jīng)確認(rèn)探測(cè)到了14顆環(huán)繞雙星的圖因太陽(yáng)行星——這些行星同時(shí)圍繞著一個(gè)雙星系統(tǒng)的兩顆恒星旋轉(zhuǎn)。
英國(guó)開(kāi)放大學(xué)的繞雙認(rèn)識(shí)天體物理學(xué)家、該研究的運(yùn)行主要作者馬修·斯坦丁(Matthew Standing)告訴Space.com說(shuō):“最初認(rèn)為環(huán)繞雙星的行星不存在，因?yàn)殡p星攪動(dòng)了行星形成的圓盤，為行星的形成創(chuàng)造了惡劣的環(huán)境。”。“隨著開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡在2011年發(fā)現(xiàn)開(kāi)普勒-16b，這一切都改變了。這一發(fā)現(xiàn)表明，這些行星的形成肯定是可能的。”
到目前為止，只有一個(gè)雙星系統(tǒng)擁有多個(gè)行星——開(kāi)普勒-47，位于大約5000光年之外的天鵝座。這個(gè)多行星環(huán)繞雙星系統(tǒng)擁有龐大的三個(gè)已知世界，開(kāi)普勒-47 b，d和c。
在這項(xiàng)新的研究中，天文學(xué)家研究了雙星系統(tǒng)TOI-1338，它位于Pictor星座中，距離地球約1320光年。2020年，美國(guó)宇航局搜尋系外行星的TESS太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆名為TOI-1338b的環(huán)繞雙星，圍繞TOI-1338的一對(duì)恒星運(yùn)行。
利用位于智利阿塔卡馬沙漠的歐洲南方天文臺(tái)和甚大望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)家們?cè)噲D確定TOI-1338b的質(zhì)量。盡管他們盡了最大的努力，他們還是沒(méi)能做到。相反，他們發(fā)現(xiàn)了第二顆行星。
“在迄今為止發(fā)現(xiàn)的5200多顆系外行星中，只有15顆是已知的，成為這個(gè)新興的系外行星科學(xué)分支的一部分是令人興奮的，”Standing說(shuō)。“我們的初步結(jié)果表明，環(huán)繞雙星的行星似乎與圍繞像我們太陽(yáng)這樣的單一恒星的行星一樣頻繁地存在。”
這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的世界被稱為BEBOP-1c，以收集數(shù)據(jù)的項(xiàng)目BEBOP的名字命名，BEBOP代表由軌道行星護(hù)送的雙星。(BEBOP-1是雙星系統(tǒng)TOI-1338的另一個(gè)名字。)
BEBOP-1c是一顆氣體巨星，質(zhì)量約為地球的65倍，比木星的質(zhì)量小5倍。它以大約79%天文單位(AU)的距離(一個(gè)天文單位是地球和太陽(yáng)之間的平均距離)繞其恒星運(yùn)行，大約需要215天完成圍繞其太陽(yáng)的一次航行。
相比之下，TOI-1338b距離其恒星大約46%的天文單位，繞恒星一周大約需要95天。科學(xué)家估計(jì)它最多是地球質(zhì)量的22倍。

TOI的藝術(shù)家插圖-1338b。(圖片來(lái)源:NASA)
使用TESS太空望遠(yuǎn)鏡，一名高中生幫助發(fā)現(xiàn)了TOI-1338b，當(dāng)時(shí)它幾次經(jīng)過(guò)或“經(jīng)過(guò)”兩顆恒星中較亮的一顆前面。這有助于研究人員估計(jì)它的大小——大約和土星一樣——但不是它的質(zhì)量。
相比之下，在新的研究中，研究人員通過(guò)尋找恒星軌道的擺動(dòng)來(lái)監(jiān)控這個(gè)雙星系統(tǒng)。這種“徑向速度”方法可以檢測(cè)行星的引力牽引。行星的引力與其質(zhì)量有關(guān)，因此這種擺動(dòng)有助于揭示行星的重量。
BEBOP-1c是第一顆僅用徑向速度技術(shù)探測(cè)到的環(huán)繞雙星行星，該研究的合著者，英國(guó)伯明翰大學(xué)的天體物理學(xué)家Amaury Triaud告訴Space.com。它的發(fā)現(xiàn)會(huì)更早——COVID導(dǎo)致幫助檢測(cè)BEBOP-1c的天文臺(tái)臨時(shí)關(guān)閉，將這些發(fā)現(xiàn)推遲了一年。
“到目前為止，環(huán)繞雙星的行星已經(jīng)被開(kāi)普勒和苔絲太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，這些望遠(yuǎn)鏡耗資數(shù)億美元，”斯坦丁說(shuō)。這一新發(fā)現(xiàn)是強(qiáng)大的，因?yàn)樗砻鳌澳悴恍枰嘿F的太空望遠(yuǎn)鏡來(lái)探測(cè)這些行星。”相反，它們也可以用徑向速度技術(shù)“通過(guò)仔細(xì)規(guī)劃和目標(biāo)選擇的地面望遠(yuǎn)鏡”來(lái)發(fā)現(xiàn)。
用徑向速度技術(shù)探測(cè)環(huán)繞雙星是困難的。Standing解釋說(shuō)，兩顆恒星發(fā)出的光使得收集它們運(yùn)動(dòng)的精確數(shù)據(jù)以確認(rèn)環(huán)繞雙星世界的存在變得很困難。
“BEBOP通過(guò)選擇次要恒星比主要恒星小得多、暗得多的雙星來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這意味著我們的望遠(yuǎn)鏡看不到這顆次要恒星，因此這兩個(gè)信號(hào)不會(huì)相互干擾，”斯坦丁說(shuō)。“這些類型的雙星系統(tǒng)比兩顆大小相似的恒星更罕見(jiàn)，但隨著數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進(jìn)步，BEBOP將在不久的將來(lái)將其搜索范圍擴(kuò)大到這些大小相等的雙星周圍的行星。”
到目前為止，在TOI-1338/BEBOP-1環(huán)繞雙星系統(tǒng)中，只有兩個(gè)世界是已知的。然而，科學(xué)家指出，未來(lái)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多。未來(lái)的研究還可以幫助確認(rèn)BEBOP-1c的大小和TOI-1338b的質(zhì)量。
“我們正在用法國(guó)和智利的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行調(diào)查，以找到更多的環(huán)繞雙星的行星，并更準(zhǔn)確地測(cè)量它們的屬性，”特里奧德說(shuō)。“例如，它們多久發(fā)生一次；它們與圍繞單個(gè)恒星運(yùn)行的行星質(zhì)量相同還是更小或更大；諸如此類。”
另一個(gè)重要的步驟是“測(cè)量環(huán)繞雙星的行星的大氣化學(xué)成分，并將它們與圍繞單一恒星運(yùn)行的行星進(jìn)行比較，”特里奧說(shuō)。“像詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡這樣的望遠(yuǎn)鏡非常適合它，這些類型的研究將提供關(guān)于行星形成的非常新穎的證據(jù)。”
科學(xué)家們?cè)?月12日的《自然天文學(xué)》雜志上詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。