这颗炽热的木星系外行星意外地与一颗超级地球共存

我们的太阳系有八颗行星——岩石火星和地球、冰巨星和巨大的气态行星——但其他恒星通常只有一组小得多的行星。有些恒星只有一颗系外行星围绕它们运行。这些孤独的世界通常是一种特定的类型：一颗巨大的气态巨星，绕着它的恒星运行，非常接近它，被称为热木星。

然而，一颗新发现的系外行星挑战了这一观点，表明并非所有热木星都是单独运行的。上周，天文学家宣布，一颗围绕 400 光年外恒星运行的热木星有一个伙伴：它与 WASP-84c 共享太阳系，WASP-84c 是一颗岩石行星，体积如此之大，被称为超级地球。这一发现以预印本的形式公开，这是一篇尚未经过同行评审的研究论文，并已提交给《皇家天文学会月刊》正式发表。

热木星是一种奇怪的行星。我们自己的太阳系中没有这样的行星。在发现第一颗热木星之前，天文学家从未预料到它们的存在。像木星这样的气态巨行星通常只在远离恒星的地方形成，那里的温度足够低，气体可以免受太阳的灼热。如果一颗类似木星的行星必须在远处诞生，那么它怎么能离恒星这么近呢？

天文学家对这一现象的成因有三种主要理论。两种是温和的，一种是灾难性的。首先，一颗热木星可能会因为原行星盘（恒星年轻时用来形成行星的尘埃和气体的集合）的微小引力而从其诞生地向内移动。其次，我们可能错了，认为木星类行星必须远离恒星形成。相反，这些行星只是诞生在我们看到它们的地方。这两种情况都允许热木星附近有较小的行星朋友。

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但第三种选择是最具活力的。木星可能在很远的地方形成，但随后遇到其他行星，从而改变气态巨星的轨道。其他行星的引力会迫使热木星进入一条伸展的椭圆形轨道，然后恒星的引力会将气态巨星拉近，从而形成一个圆形的超短轨道。在这场剧烈的舞蹈中，任何低质量行星都将被摧毁——从而形成孤独的热木星。

关于这颗名为 WASP-84b 的热木星起源的最佳理论是第一种理论——一个圆盘帮助行星穿过太阳系。先前的观测表明，这颗气态巨星的自转与恒星的自转一致，这表明这颗大行星在原行星盘内迁移，而不是与其他行星一起旋转。超级地球 WASP-84c 的发现现在为这颗热木星是在一次推动下形成的，而不是在一次摧毁行星的爆炸中形成的这一说法提供了更多证据——这种情况可能比之前认为的更常见。

WASP-84c 加入了热木星的小型行星伙伴名单：WASP-47 b、开普勒 730 b 和 WASP-132 b 等等。“像 WASP-84c 这样的低质量行星伴星的发现表明，并非所有热木星系统都是在剧烈的环境下形成的，就像之前认为的那样，”波兰托伦哥白尼大学天文研究所的主要作者 Gracjan Maciejewski 说。

Maciejewski 和他的同事利用美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 发现了 WASP-84c。TESS 使用凌日法寻找系外行星，即用望远镜观察恒星亮度的微小下降，这是由一颗暗行星从其前方经过造成的。

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加州理工学院天文学家朱丽叶·贝克尔 (Juliette Becker) 表示，WASP-84c“半径太小，无法被最初的 WASP 调查发现，而 WASP 调查发现了这颗热木星”。她与这项新发现无关。她补充道：“这是 TESS 能力的一个很好的例子。”

通过凌日法，天文学家可以确定行星的尺寸。然而，要确定行星的重量，他们需要不同的数据，即另一种名为径向速度法的系外行星探测技术。当 WASP-84c 的发现者收集这些额外数据时，他们确定这颗行星的质量约为地球的 15 倍。就像我们的蓝色弹珠一样，它可能也是由铁和岩石构成的。

堪萨斯大学天文学家乔纳森·布兰德（Jonathan Brande）并未参与这一发现，他认为，随着詹姆斯·韦伯太空望远镜带来新的系外行星数据，加深我们对这些行星对如何形成的理解，此类发现将变得更加普遍。“如果我们在不久的将来看到有关该系统的进一步结果，我不会感到惊讶，”他说。