天文学家发现具有相同轨道的神秘“特洛伊”行星

天文学家发现了非常罕见的“特洛伊”行星的第一个证据：两颗姐妹行星围绕同一颗恒星运行在同一轨道上。

这些行星围绕着大约 370 光年远的年轻恒星 PDS 70 运行，由一颗木星大小的行星和一团碎片云组成——可能是一颗死亡行星的破碎残骸，也可能是一颗未诞生行星的组装构件。

如果科学家证实碎片云与巨行星沿着相同的轨道运动，这一发现将是有史以来首次发现特洛伊行星。研究人员周三（7 月 19 日）在《自然》杂志上发表了他们的发现天文学和天体物理学。

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“二十年前，从理论上预测，质量相似的行星对可能绕其恒星共享相同的轨道，即所谓的特洛伊行星或共轨行星。我们第一次找到支持这一想法的证据，”主要作者奥尔加·帕萨洛珀·罗莎，西班牙马德里天体生物学中心（CAB）的研究生，他在一份声明中说。

特洛伊小行星因木星周围的两组小行星而得名，这些小行星被发现后，根据它们与气态巨行星引力稳定的拉格朗日点的接近程度，分裂成希腊小行星和特洛伊小行星（荷马《伊利亚特》中神话的特洛伊战争的对立双方）。

拉格朗日点是太阳系中绕轨道运行的恒星和行星的引力平衡物体轨道运动的位置，捕获物体使其与行星同步移动。

不仅仅是小行星会被困在拉格朗日点内；同样，小行星也会被困在拉格朗日点内。同时形成的行星也会发现自己被锁定在同一个轨道上。然而，尽管天文学家计算理论上可能有多达 42 颗地球大小的行星挤进一个轨道特洛伊木马轨道的长期不稳定以及目前的望远镜无法观测到它意味着它尚未被发现。

为了寻找隐藏在太空中的特洛伊木马的迹象，天文学家使用了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA)——位于智利阿塔卡马沙漠的一个由 66 个亚射电测距望远镜组成的阵列。毫米级的光通常是由极冷的气体和尘埃区域发出的，这意味着它是搜索行星最初或最终运动的理想光谱。

两颗巨大的木星大小的行星为 PDS 70 系统提供动力。通过放大该行星的拉格朗日点之一（PDS 70b），研究人员发现了微弱的信号。该信号属于碎片云，表明大约两倍于月球大小的质量正在与 PDS 70b 一起移动。

“谁能想象两个世界拥有相同的年限和住房条件？我们的工作是这种类型的世界可以存在的第一个证据，”帕尔萨洛珀-罗莎说。 “我们可以想象一颗行星可以与数千个小行星共享一个轨道，就像木星的情况一样，但令我惊讶的是行星可以共享相同的轨道。”

研究人员必须等到 2026 年才能确认结果。这时会打开下一个窗口，检查 PDS 70b 和附带的特洛伊木马是否一起移动。如果发现行星能够做到这一点，那么研究人员将取得突破。

一位合著者说：“我们的研究是在行星形成早期寻找共轨行星的第一步。” 伊齐亚尔·德格雷戈里奥·蒙萨尔沃智利欧洲南方天文台科学办公室负责人在声明中表示。 “这个主题的未来非常令人兴奋，我们期待计划于 2030 年扩大 ALMA 能力，这将大大提高该小组识别许多其他恒星中特洛伊木马的能力。”

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