数十颗行星可共用一条轨道

本文转自：参考消息

参考消息网7月5日报道据美国《大众科学》月刊网站5月3日报道，我们的地球有兄弟——太阳系的另外7颗行星——但没有共用同一空间的双胞胎兄弟。地球孤独地在自己的轨道上航行。不过，其他恒星系统可能有一些奇怪的家庭，它们围绕一颗恒星相互追逐：双胞胎、三胞胎、六胞胎甚至24胞胎(24颗像地球一样大的行星共用一条轨道)。

在英国《皇家天文学会月刊》今年春季发表的一项研究成果中，由一个国际天文学研究团队进行的计算机模拟显示了20多颗行星如何共用同一条轨道。这种古怪的格局可以在数十亿年间保持稳定，甚至比它们围绕的恒星还要存在得更久。不过，大自然创造拥挤的行星轨道的可能性微乎其微，这就是为什么研究人员认为这样一个系统可能是存在外星智慧生命的迹象——甚至可能是一条可以保存亿万年的星际信息。

研究论文的第一作者、法国国家科学研究中心研究员肖恩·雷蒙德说：“我们的论文探讨了可能存在的行星系统的另一个分支。我很喜欢的一点是这个结果太意外、太怪异了，这么多颗行星竟然共用一条轨道。”

像我们太阳系这样的多行星系统常常被描述为豆荚里的豌豆。并未参与这项新研究的堪萨斯大学天文学家乔纳森·布兰德说，这些沿同一轨道运行的行星像“项链上的珍珠”。

不过，此前没有人提出过在同一轨道上观测两颗行星，直到一篇文章上周发表在阿奇夫论文预印本网站上——但大多数系外行星天文学家对此持怀疑态度，尤其是因为在凌日系外行星勘测卫星等其他大型系外行星望远镜的数据中没有发现过这种信号。这篇论文是由一群业余天文学家撰写的，他们利用市场上可以买到的小型望远镜进行观测。针对这种探测活动，布兰德说：“我认为这不是你在自家后院就能完成的研究任务。”

目前已知一些共用轨道的例子，都涉及较小的天体。我们的太阳系实际上有一些这样奇怪的轨道，即马蹄轨道或蝌蚪轨道，具体取决于它们的形状。木星的特洛伊小行星——人类很快将通过“露西”号探测器首次造访它们——像蝌蚪一样使用这颗气态巨行星的轨道，在木星的前方或后方轨道上摇摆运动。土星的两颗卫星土卫十和土卫十一在马蹄轨道上围绕这颗有环行星飞行，这两颗卫星会定期互换位置。

因为我们太阳系中存在共用轨道的天体，所以系外行星也有共同的轨道似乎是合理的推测。雷蒙德说：“在很多系外行星系统中，这些行星似乎填满了稳定结构中的所有可用空间。”这项新研究探索了这一概念的极端情况，看看有多少颗行星能够挤入同一轨道并保持稳定。

这个研究团队的模拟还揭示，地球上的天文学家将观测到这些共用轨道的行星发出的独特信号。开普勒空间望远镜和其他太空天文台可以揭示所谓的凌星时变，即当一颗行星从其恒星前面经过时，附近行星之间的引力拉力会发生微小变化。美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室天文学家鲍勃·泽莱姆说，由24颗质量与地球相等、共用一条轨道的行星组成的系统所产生的凌星时变足以让天文学家观测到，但需要数月到数年的定期监测才能注意到这一影响。

泽莱姆还说，虽然所谓共用轨道行星的最新观测没有说服学术界，但业余天文学家在系外行星科学研究中无疑发挥着重要作用。他说：“考虑到观察者的能力，我们绝对可以利用他们的专业知识。”尤其是通过像NASA的“系外行星观察”这样的公民科学项目。

大力探测共用轨道行星可能是非常令人兴奋的事情——这不仅是在观测大自然的极端多样性，甚至可能观测到外星生命的迹象。布兰德说：“像经过工程设计的共轨行星这样的物体可能并非完全是人造的，但它非常怪异，足以促使我们进行深入的研究。”

这篇论文的作者认为，这些奇怪的轨道实际上将是完美的技术标记，或者说是地球以外智慧生命的标志。论文共同作者、哥伦比亚大学天文学家戴维·基平解释说，一旦一个先进文明构建了一圈非自然的共轨行星，它就不需要任何力量来维持，而且可以在数十亿年内被发现——作为星际信息来说，这是完美的组合。他说：“发生这种情况的可能性真的取决于是否有人具备这样做的能力和意愿。我们不知道。但如果我们不去看，我们就永远不会知道。”