多行星的恆星系統大量存在
美國國家航空航天管理局的開普勒太空望遠鏡發現了171個包含不止一顆行星的系統，如圖中的二行星系統。
宇宙中大量存在多行星系統
胡德良譯
行星喜歡結伴。美國國家航空航天管理局發射的開普勒太空望遠鏡發現：在圍繞其他恆星旋轉的所有行星中，不少於三分之一的行星處於多行星系統中。而且，利用該太空望遠鏡工作的天文學家們稱，單單根據其中行星的數目就可以說明那些系統比我們的太陽系更為平靜。
今天，馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理中心的天文學家大衛·在萊瑟姆在波士頓舉行的美國天文協會會議上報道說：自兩年多以前發射升空以來，開普勒太空望遠鏡發現了116個擁有兩顆行星的系統、45個擁有三顆行星的系統、8個擁有四顆行星的系統、1個擁有五顆行星的系統和1個擁有六顆行星的系統，總數為171個多行星系統。「我們本以為可能會發現為數不多的多行星系統，」萊瑟姆說，「相反，我們發現了許多這樣的系統。」
如同在地球上所觀察到的情況，當一顆行星從其主恆星前面經過時，開普勒太空望遠鏡就會發現該行星。這種凌日現象會使主恆星的亮度產生周期性的微弱變暗。開普勒太空望遠鏡連續地監視著165,000顆恆星，目的是為了尋找那些凌日的行星。
天文學家們對多行星系統的期望值不大，主要是因為我們太陽系的八顆行星並不是恰好在同一個平面上運行的。比如，相對於地球的軌道平面，水星的軌道平面傾斜度為7?。因此，如果從遠處來觀察太陽系，在一顆行星發生凌日現象時，大多數其他就不會發生凌日現象了。
這意味著，開普勒太空望遠鏡發現的多行星系統一定非常扁平，行星軌道平面的傾斜度不超過一度。「如果我們太陽系沒有像木星和土星這樣的大型行星，系內的一切不受它們的引力干擾，那麼太陽系很可能也會同樣扁平，」萊瑟姆說。迄今為止，在開普勒太空望遠鏡所發現的系統中，像海王星那樣的較小行星要普遍得多。萊瑟姆說：「對於擁有較小行星的系統來說，其歷史很可能會平靜得多。」
然而，由於行星之間的相互引力，它們確實會輕微地受到彼此的干擾，把相互之間的距離稍微拉近一點，這樣就會在凌日的確切時間上引起微小的變化。事實上，凌日時間變化可以提供有關行星質量的信息。「這在該領域是個全新的研究方法，可能會成為極其重要的方法，」劍橋市麻省理工學院的行星科學家薩拉·西格說。
加州莫菲特場市美國國家航空航天管理局艾姆斯研究中心的工作人員、開普勒太空望遠鏡的首席研究員威廉·博盧基說：在一些多行星系統中，凌日時間變化甚至可以顯示出非凌日行星存在的跡象。「我們正在研究這種情況，」博盧基說。那些未被發現的行星，由於受到系統中類似海王星的行星造成的輕微干擾，它們的軌道可能有些傾斜。但是艾姆斯研究中心的理論家傑克·利索爾稱，如果沒有可以觀察的凌日現象，要想確定這些行星的軌道情況和質量就會難得多。
加州大學伯克利分校的行星搜尋專家傑夫·馬西在這次會議上報道說：同時，研究人員對開普勒太空望遠鏡迄今所發現的行星進行了徹底的大小統計分析，分析顯示出「一個影響極為深遠的發現」。「宇宙中有一些類似木星和土星的行星，但是較小的行星要多得多，」馬西說，「其中很可能包括許多大小相當於地球的行星。」
開普勒太空望遠鏡的運行壽命為3?年，該航天任務的最終目的是：找到在合適的距離上圍繞著類日恆星旋轉的大量類地行星，在它們的表面上可能存在水，也可能會存在生命。博盧基預料，2012年6月可望再次發布一批開普勒太空望遠鏡收集的資料，但是他不想推測那批資料將會揭示什麼情況。「我們不想過早地透露信息，」他說，「我們仍然需要進行許多分析。」
譯自：美國《科學》雜誌網站
原著：Govert Schilling
註：本文曾經發表於《自然與科技》雜誌。
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