新图像显示一颗类似木星的行星可能与一颗“孪生行星”共享轨道

研究人员利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米望远镜阵列 (ALMA) 可能发现了一个罕见的“姊妹行星”，它与半人马座中距离地球约 370 光年的类木行星共享同一轨道。这颗新发现的孪生行星与 PDS 70b 共享同一轨道，围绕 PDS 70 系统中的一颗年轻恒星运行。

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虽然已知有两颗类似木星的行星 PDS 70b 和 PDS 70c 围绕这颗恒星运行，但研究小组在 PDS 70b 的轨道上发现了一团碎片云，它沿着这颗行星的轨道运行。这些碎片可能是一颗新行星的雏形，甚至是一颗已经形成的行星的残骸。研究结果于 7 月 19 日发表在《天文学和天体物理学》杂志上。如果得到证实，这一发现将提供最有力的证据，证明两颗系外行星可以共享一个轨道。

“二十年前，理论上预测质量相似的行星对可能会共享同一轨道围绕其恒星运行，即所谓的特洛伊行星或共轨行星。我们首次发现了支持这一想法的证据，”这项研究的合著者、西班牙马德里天体生物学中心的学生奥尔加·巴尔萨洛布雷-鲁扎在一份声明中表示。

与特洛伊行星在同一轨道上的岩石天体在我们的太阳系中很常见。木星上已知的超过 12,000 颗特洛伊小行星与我们的太阳在同一轨道上，这就是最常见的例子。木星轨道上的小行星在首次被发现时以特洛伊战争的英雄命名，这就是为什么用特洛伊这个统称来描述这些天体的原因。

天文学家推测，除了太阳之外，其他恒星周围也可能存在类似的系统，它们被恰当地称为“系外特洛伊木马”。

这项研究的共同作者、天体生物学中心研究员 Jorge Lillo-Box 在一份声明中表示：“外星小行星迄今为止就像独角兽一样：理论上它们存在，但从未有人发现过它们。”

在这项新研究中，一个国际科学家小组分析了 ALMA 对 PDS 70 系统的档案观测数据，并在 PDS 70b 轨道上预计存在特洛伊木马的位置发现了碎片云。特洛伊木马通常占据行星轨道上的两个延伸区域，恒星和行星的综合引力可以捕获称为拉格朗日区/点的物质。通过研究 PDS 70b 轨道的这两个区域，该团队注意到其中一个区域发出了微弱的信号，表明可能存在质量约为月球两倍的碎片云。

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研究小组称，这团碎片云可能指向该系统中一个现有的特洛伊世界，或者是一颗正在形成中的行星。

“谁能想象两颗行星共享一年的持续时间和宜居条件？我们的工作是这种行星可能存在的第一个证据，”巴尔萨洛布雷-鲁扎说。“我们可以想象一颗行星可以与数千颗小行星共享轨道，就像木星的情况一样，但令我震惊的是，行星可以共享同一条轨道。”

耐心是完全确认这一发现的关键。研究小组将不得不等到 2026 年之后，届时他们计划使用 ALMA 来观察 PDS 70b 及其姊妹碎片云是否一起沿着恒星轨道显著移动。

“这个课题的未来非常令人兴奋，我们期待 ALMA 能力的扩展，计划于 2030 年实现，这将大大提高该阵列表征许多其他恒星中的特洛伊小行星的能力，”研究报告的共同作者、欧洲南方天文台科学办公室主任 Itziar De Gregorio-Monsalvo 在一份声明中总结道。