一个罕见的系外行星系统变化之快，人类可实时观测
想象一下，我们太阳系中的行星突然开始偏离它们原有的轨道，就像汽车在高速公路上突然变道。这正是天文学家在一个遥远的恒星系统中发现的现象——而且变化之快，人类可以实时目睹整个过程。
利用NASA的TESS航天器和南极的一台望远镜，科学家们发现了三颗围绕恒星TOI-201运行的系外行星，该恒星距离地球约370光年。这些行星彼此截然不同，它们的轨道正在发生剧烈变化，以至于在仅仅200年内，它们将不再从恒星前方经过——这在宇宙尺度上不过是眨眼之间。
一个不同于我们的系统
在我们的太阳系中，所有行星都在一个相对平坦、有序的平面上绕太阳运行——就像弹珠在一个托盘上滚动。但TOI-201系统更像是一把抛向空中的弹珠，每颗都沿着不同且倾斜的路径运动。
这颗恒星本身与我们的太阳相似，但稍大稍重：质量约为太阳的1.3倍，直径也约为1.3倍。它的三颗行星分别是：
- 一颗岩石超级地球——质量为地球的6倍，每5.8天绕恒星一周。
- 一颗气态巨行星——质量为木星的一半，每53天完成一次轨道运行。
- 另一颗气态巨行星——质量为木星的16倍，绕恒星一周约需7.9年。
大多数行星系统都是“同质化”的，即行星大小相似且在同一平面上运行。但这个系统并非如此。每颗行星都截然不同，它们之间相互引力拉扯，导致轨道发生偏移。
为何重要：轨道快进
通常，行星轨道的变化需要数百万或数十亿年——慢到无人察觉。但在TOI-201系统中，变化发生在人类可感知的时间尺度上。外侧行星的拉伸、倾斜轨道拉扯内侧行星，导致它们的凌星——行星从恒星前方经过的时刻——比预期提前或推迟。
其中一颗内侧行星TOI-201b突然开始延迟约半小时凌星。这就像一辆总是准时的公交车突然晚点半小时，并且此后每天都晚点。
“通常，行星就像节拍器，每次凌星都恰好相隔一个轨道周期，”伯明翰大学的天文学家Amaury Triaud说，“但突然，这颗行星开始延迟约半小时凌星。”
发现过程
这一发现需要全球合作。TESS首先发现了外侧行星的一次罕见凌星。随后，世界各地的天文学家注意到内侧行星的凌星时间不同步。关键工具之一是南极的ASTEP望远镜，它利用漫长的极夜连续观测天空。
“这一发现得益于南极的望远镜，”Triaud说，“其独特的位置和最佳天文观测条件对于研究长轨道周期的行星系统至关重要。”
这对行星形成的启示
这个系统提供了一个罕见的快照，展示了一个仍在稳定过程中的行星系统——就像观看一个尚未拆除脚手架的建筑工地。在我们的太阳系中，行星在数十亿年前就已进入稳定轨道。但TOI-201展示了行星形成后不久，引力相互作用仍在重塑轨道时的情景。
“在太阳系中，几乎所有行星都是共面的，但在这里，每颗行星都不同，”蔚蓝海岸天文台的天文学家Tristan Guillot说，“这表明系统内部正在进行活跃的轨道重组。”
关键要点
- 三颗截然不同的系外行星围绕恒星TOI-201运行，每颗行星的轨道平面不同。
- 它们的轨道变化如此之快，天文学家可以实时测量这些变化。
- 在200年内，内侧行星将不再凌星。
- 这一发现利用了NASA的TESS和南极的一台望远镜。
- 该系统为行星系统形成后的演化提供了罕见的视角。
对普通人意味着什么？
这一发现表明，行星系统可能是混乱且动态的——并非我们通常想象的整洁有序。它提醒我们，数十亿年前，我们自己的太阳系可能也曾类似。同时，它也证明，尽管宇宙浩瀚，我们仍能捕捉到处于演化过程中的系统，就像观看宇宙的延时摄影。
— Editorial Team
