天文学家观测到形态变化的行星系统:TOI-201

TOI-201系统包含一颗超级地球、一颗暖木星以及一颗质量更大的褐矮星,其轨道周期分别为5.8天、53天和2900天。

TOI-201是一颗明亮的F型恒星,距离地球372光年,位于绘架座。该恒星比太阳大32%、质量更高,年龄约8.7亿年,又名HD 39474和TIC 350618622,至少拥有三颗伴星:TOI-201b、c和d。

新墨西哥大学博士研究生伊斯梅尔·米雷莱斯表示:“我们的目标是表征TOI-201行星系统,不仅了解存在哪些行星,还要弄清楚它们的动力学相互作用,这有助于理解太阳系等系统的形成与演化。”

TOI-201d是岩石质超级地球,体积约为地球1.4倍、质量约6倍,公转周期5.8天;TOI-201b是暖木星系外行星,质量约木星一半,周期53天;TOI-201c是褐矮星(系统中除恒星外质量最大天体),沿宽椭圆轨道运行,周期约8年,其引力主导系统动力学,是迄今发现的周期最长凌日天体。

米雷莱斯指出:“TOI-201c独特之处在于极长轨道周期(约7.9年)及内侧有两颗行星的系统环境,大多数已知凌日褐矮星更靠近恒星。”新墨西哥大学教授戴安娜·德拉戈米尔补充:“TOI-201c质量接近大行星与褐矮星分界,谜团是它像行星还是恒星形成?”

“这是少数能在人类时间尺度观测到轨道主动变化的系统之一,”米雷莱斯说,“提供了行星系统动力学演化的实时窗口,200年后仅两颗仍会凌日。”

TOI-201系统特别之处在于可实时观测变化:行星轨道彼此倾斜,正缓慢拉向新取向。德拉戈米尔教授称:“这很意外,若行星形成于原行星盘平面,轨道本应对齐(如太阳系),因此下一个问题是三个天体为何轨道倾斜?”

200年后TOI-201d停止凌日,数百年后TOI-201b停止,之后TOI-201c停止;但因凌日-非凌日循环,数千年后将再次凌日。TOI-201c下一次凌日预计2031年3月26日,为全球后续观测(含公民科学家)提供难得机会。

米雷莱斯称:“研究该系统是多年大型团队协作成果。”成果发表于《科学进展》期刊。

Ismael Mireles等人2026年论文《揭示动态TOI-201系统的快速演化轨道》发表于《科学进展》,doi:10.1126/sciadv.aef2618。

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