有多少颗行星可以围绕一颗恒星形成一条康加线？

我们的地球有兄弟姐妹——太阳系中的其他七颗行星——但它没有孪生兄弟可以与之共享空间环。地球独自在轨道上航行。然而，其他太阳系可能有更疯狂的家庭，它们围绕太阳互相追逐：双胞胎、三胞胎，甚至 四颗行星（即 24 颗地球大小的行星在一个轨道上运行！）。

今年春天，一个国际天文学家团队的计算机模拟研究显示，二十多颗行星可以共享同一轨道。这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上。这些奇特的结构可以稳定数十亿年，甚至比它们周围的恒星寿命更长。然而，大自然不太可能创造出密集的行星轨道，这就是为什么研究人员认为，发现这样的系统可能是外星智慧生命的迹象——甚至可能是可能存在千万年的星际信息。

“我们的论文探索了可能存在的行星系统的另一个分支，”主要作者、法国国家科学研究院波尔多天体物理实验室研究员肖恩·雷蒙德 (Sean Raymond) 表示。“我喜欢它如此出乎意料和奇怪，而且如此多的行星最终可以共享同一条轨道。”

多行星系统，比如我们的太阳系，通常被称为“一个豆荚里的豌豆”。但堪萨斯大学天文学家乔纳森·布兰德 (Jonathan Brande) 表示，这些共轨行星可能是“项链上的珍珠”，他并未参与这项新研究。

然而，直到上周在预印本服务器 arXiv 上发表的一篇文章之前，没有人提出在同一轨道上观测两颗行星——但大多数系外行星天文学家都持怀疑态度，尤其是因为其他大型系外行星搜寻望远镜（如 TESS）的数据中没有看到该信号。这篇论文是由一群业余天文学家撰写的，他们使用小型商用望远镜捕捉到了观测结果。“我不认为这是你能在自家后院完成的事情，”布兰德在谈到所谓的探测时说。

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已知有几种共轨轨道的例子，其中涉及较小的物体。我们的太阳系实际上有几种这样的奇怪轨道，根据它们的形状，它们被称为马蹄形或蝌蚪形轨道。木星的特洛伊小行星——露西号航天器即将首次造访它们——以蝌蚪形轨道与这颗气态巨行星共享轨道，在木星绕太阳运行的轨道上围绕木星前后点振荡。土星的两颗卫星，土卫一和土卫二，以马蹄形轨道一起绕着这颗带环行星运行，并定期交换位置。

由于太阳系中的天体共享轨道，因此似乎有行星共享轨道也是合理的。“有许多系外行星系统，其中的行星似乎占据了所有可用的稳定空间，”雷蒙德说。这项新研究将这一概念推向了极致，看看有多少行星可以挤进同一条轨道并保持稳定。

研究小组的模拟还显示，这种共轨行星将产生独特的信号，供地球上的天文学家观察。开普勒太空望远镜和其他太空天文台可以揭示所谓的凌日时间变化 (TTV)，即当行星经过其恒星前方时，附近行星之间的引力会发生微小变化。NASA 喷气推进实验室天文学家 Rob Zellem 表示，来自 24 颗行星系统（它们共享一个轨道，质量与地球相当）的 TTV 足以让天文学家看到，但需要数月至数年的定期监测才能注意到这种影响。

泽勒姆补充道，尽管学术界还没有被最新的所谓共轨行星观测结果所说服，但业余天文学家在系外行星科学中无疑发挥着重要作用。“考虑到观察者的能力……我们肯定可以利用他们的专业知识，”他说，尤其是通过美国宇航局的系外行星观测等公民科学项目。

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然而，对共轨行星的有力探测可能确实令人兴奋——这不仅是对自然界极端多样性的观察，甚至可能是外星生命的迹象。“像人造共轨行星这样的东西可能不是毫无疑问的人造的，但足够奇怪，可以促使人们进行深入的进一步研究，”布兰德说。

研究作者认为，这些奇怪的轨道实际上是完美的技术特征，或者是地球以外智慧生命的迹象。哥伦比亚大学天文学家、合著者大卫·基平 (David Kipping) 解释说，一旦一个先进文明建造出一个非自然的共轨行星环，它就不需要任何能量来维持，而且在数十亿年内都可见——这是星际信息的完美组合。“这种情况发生的可能性实际上取决于是否有人有能力和意愿这样做，”他说。“我们不知道。但如果我们不去寻找，我们永远不会知道。”