两颗木星大小的巨型系外行星有一个隐藏的伴星扰乱了它的轨道
TOI-1408系统及其两颗行星TOI-1408 c和TOI-1408 b的图示。（图片来源：Robert Lea（与Canva共同创作））
（蜘蛛网eeook.com）据美国太空网（Robert Lea）：科学家们发现，一个遥远的“热木星”世界有一个行星伴星。这两颗行星围绕着距离地球455光年的恒星TOI-1408有节奏地跳舞。
TOI-1408 b是去年首次使用美国国家航空航天局的系外行星探测航天器TESS（凌日系外行星勘测卫星）发现的，它是一颗气态巨行星，宽度是木星的两倍多，质量几乎是太阳系气态巨行星的两倍。它围绕母恒星运行530万英里，大约是地球和太阳之间距离的6%。这意味着TOI-1408 b仅需4.4个地球日即可完成一次轨道运行。
这种大小和与恒星的接近程度将TOI-1408b归类为“热木星”，但值得注意的是，它新发现的伴星更接近该系统的母星。伴星TOI-1408，c距离其恒星仅330万英里，这意味着它在2.2个地球日内完成一个轨道。然而，这颗新发现的行星并不是热木星。
TOI-1408 c的宽度大约是地球的两倍，质量是地球的八倍，被归类为“超级地球”或“亚海王星”。与主要由气体组成的TOI-1408 b不同，TOI-1408 c可能由气体和岩石的混合物组成。
隆德大学的研究主要作者Judith Korth告诉Space.com：“与我们太阳系中的行星相比，TOI-1408 b和TOI-1408 c都非常接近它们的母恒星。想象一下我们的太阳系，但实际上，木星几乎每四天就绕太阳一周，是水星周期的二十分之一。”。
“这已经非常接近恒星了，尽管如此，我们还是检测到另一颗离恒星更近的行星与它的大邻居发生了强烈的相互作用，导致它们的轨道以我们从未见过的方式摆动。”
Korth解释说，虽然在TOI-1408系统中发现一颗比TOI-1408b更靠近其恒星的系外行星或“系外行星”令人惊讶，但发现一颗轨道受到干扰的气态巨行星则更为奇怪。
她继续说道：“发现一颗像TOI-1408b这样的热木星，其轨道受到扰动，这已经很有趣了，因为对于如此巨大的行星来说，这是不寻常的。但发现有一颗更小的行星在其轨道上移动这颗大行星，这更是出乎意料。”。“这一发现挑战了我们对这些行星系统如何形成的一些假设，因为我们通常不会在热木星的轨道内找到更小、质量更低的行星。”
节奏舞动的世界
然而，还有另一件事让这个系统与众不同：它的两颗行星正在进行一场精心调整的节奏舞蹈。尽管较小的TOI-1408c拉扯着它的热木星舞伴，TOI-1408系统似乎有一个稳定的配置，允许这两颗行星在近距离轨道上共存。
Korth说：“该系统的动力学经过了精细调整，这可能是其形成历史的结果。行星的轨道接近2:1的周期比，这意味着TOI-1408c的每两个轨道中，TOI-1408b绕恒星运行一次。”。“这可能有助于稳定它们的轨道，尽管它们彼此靠近，也靠近恒星。”
她补充说，TOI-1408系统以这种方式形成的确切原因可能是行星在其恒星形成初期通过围绕其恒星的气体和尘埃盘的运动，即行星形成的所谓“原行星盘”。
TOI-1408系统的假想可视化，突出显示TOI-1408 c（图片来源：NASA/Robert Lea（与Canva共同创建））
TESS已经成为一个非凡的系外行星猎手，自2018年发射以来发现了7000多颗可能的系外星球。TOI-1408行星是最新的两颗。
这位美国国家航空航天局的系外行星猎人一直在研究太阳附近20万颗最亮的恒星，在行星穿过或“凌日”其母恒星表面时发现行星，导致恒星光线略有下降。
TOI-1408就是这样一颗恒星。TOI-1408的质量是太阳的1.3倍，宽度是我们恒星的1.5倍，比太阳略热、略亮。虽然TESS发现了TOI-1408 b和TOI-1408 c，但较小的行星更难发现。
Korth说：“TOI-1408 c更难被探测到，因为它的凌日——从我们的角度来看，当它经过恒星前方时——要浅得多，这意味着与TOI-1408 b相比，它阻挡的恒星光线更少。”。“此外，TOI-1408 c的凌日受到显著凌日时间变化（TTV）的影响，这意味着其凌日时间不如TOI-1408 b可预测。”
一幅艺术家的插图，展示了TESS任务的概念。（图片来源：MIT）
Korth补充说，这些TTV是由两颗行星之间的引力相互作用引起的，这意味着需要更复杂的分析来探测TOI-1408 c。
她继续说道：“我们通过仔细分析TESS卫星上较大行星TOI-1408b的TTV的光曲线，发现了TOI-1408c。”。“这些TTV可以通过与另一颗行星的引力相互作用产生，但TESS团队还不知道其他行星。”
该团队检测到可能来自另一颗轨道周期比已知行星短的小行星的凌日信号，为了进一步表征小行星候选者的性质，他们使用了光动力学建模，该建模结合了凌日光曲线和径向速度数据，以解释行星之间的复杂相互作用。
该团队还没有完成TOI-1408系统的研究，有迹象表明它可能拥有至少三个世界。然而，如果系统中有更多的行星，它们不太可能在TOI-1408 c的轨道内。
Korth说：“根据径向速度数据显示可能存在长周期趋势，有迹象表明该系统中可能存在第三颗更遥远的行星。然而，对于比TOI-1408 c更近的行星，到目前为止我们还没有发现任何证据。”。“TOI-1408 c已经非常接近这颗恒星，另一颗行星很难在其内部保持稳定的轨道。”
Korth总结道：“TOI-1408系统非常有趣，所以我们当然计划继续研究它。我们希望更好地了解潜在的第三颗行星，并探索该系统的长期稳定性。”。“然而，我们也在继续探索其他行星系统。
“像TOI-1408 c这样的每一个新发现都有助于完善我们的模型和对行星形成方式的理解。”
该团队的研究发表在论文库arXiv上。
