长期以来，人们一直梦想着遥远的行星，但直到目前，科学家们才能够识别出数千颗新的系外行星，并越来越多地了解它们的样子。现在美国宇航局开普勒太空望远镜在巨蟹座发现了一颗新的系外行星恰巧的时间安排和这颗行星奇特的轨道模式，芝加哥大学科学家们能够比迄今为止任何一颗都小的行星，更精确地计算出它的质量。第一作者、研究生亚伦·哈曼说：这完全出乎的意料，起初认为数据有问题，但当仔细观察时，发现问题非常明显。
这颗恒星周围有两颗行星，它们相互作用非常强烈，这让科学家能够以破纪录的精度计算它们的质量。开普勒计划于2009年3月发射，其目的是专门寻找系外行星——在遥远星系中围绕恒星运行的行星，其中一些可能孕育着生命。科学家们梳理了观测数据，寻找可能表明行星存在的遥远恒星周围的异常现象。Daniel Fabrycky教授是一位奇特系外行星的猎人，他对包含五到七颗行星的复杂系统中的行星进行了称重，并梳理出四颗行星之间的轨道相互作用。
这四颗行星被锁定在轨道上，它们之间的相互作用比任何其他系统都要紧密。遥远的行星太小，无法用望远镜观测到，所以这种系外行星搜寻者寻找它们的主要方法是，当一颗行星经过一颗恒星时，光线会发生非常微弱的变暗。开普勒第一次观察到这颗名为K2-146的冷恒星时，科学家们发现其中一颗行星呈现出不规则的调光模式。但仔细研究了开普勒望远镜数年后的第二和第三次观测数据后，研究小组证实，这种不规则现象是由第二颗行星造成，第二颗较小系外行星绕着第一颗行星的轨道运行。
当这两颗系外行星擦肩而过时，它们的速度会稍稍加快：这是一种迷你引力弹弓效应。在太阳系中也有类似的现象，海王星也是以同样的方式被发现的。科学家们注意到天王星奇怪地绕轨道运行，并推断是一颗新行星导致了海王星的直接发现。但K2-146的行星在已知系外行星中是极端的，这两颗行星都在几天内围绕太阳旋转：较大的行星平均3.99天，较小行星平均2.66天。因为它们的轨道周期很短，而且引力效应很强，所以当观察它们时，轨道会发生剧烈的变化。
给你一种感觉，地球的一年有365天，但这些行星的年份会明显变短或变长，这就好像你的生日有时会比你通常预期的早一个月或晚一个月。科学家在第一次穿越中没有清楚地看到第二颗行星，因为它没有在正确的时间出现在恒星前面，但是在第二次和第三次穿越中，这两颗行星的舞蹈使它们发生了位移，所以都清晰可见。研究系外行星组成的助理教授莱斯利罗杰斯(Leslie Rogers)帮助猜测，这些行星可能有一个岩石内核，里面有足够厚的气体大气层，足以遮挡阳光。
正常情况下，离太阳这么近的行星的大气层会被太阳风带走，这两颗行星都不适宜居住：温度可能接近600华氏度。更让科学家们感到幸运的是，开普勒恰好在凌日过程中的关键时刻观测到了这个系统。在最完美的时间捕捉到了它，这样就可以把它的测量精度提高到3%，即使只观察了相对较短的一段时间。需要一颗行星的质量来了解开它的重力，所以有这样一个精确的质量可以帮助解释大气应该是什么样的。这一发现对于指导未来的系外行星搜索具有重要意义。
博科园｜研究/来自：芝加哥大学
参考期刊《arxiv》
Cite: arXiv:1907.10620
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