奇特！兩個太陽的世界！天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)實(shí)版塔圖因星球

在《星球大戰(zhàn)》電影場景中有一個奇特的星球：塔圖因星球，它的天空有兩顆恒星。

這種圍繞兩顆恒星運(yùn)行的環(huán)雙星行星，天文學(xué)家在現(xiàn)實(shí)宇宙里已經(jīng)有所發(fā)現(xiàn)，但發(fā)現(xiàn)的數(shù)量卻很少，其核心原因是，它們長期隱藏在我們的觀測盲區(qū)中。

天文學(xué)家目前已確認(rèn)超過6000顆系外行星，其中絕大多數(shù)都是圍繞著像太陽一樣的單顆恒星運(yùn)行；而能被嚴(yán)格確認(rèn)的環(huán)雙星行星，至今也不到20顆。

這并不是因?yàn)橛钪胬锏沫h(huán)雙星行星極其稀少，而是我們尋找系外行星的主流方法，很難探測到它們。

過去幾十年，系外行星的發(fā)現(xiàn)幾乎全靠凌日觀測法。

這個方法的原理很簡單：如果一顆行星剛好從它的宿主恒星和地球之間穿過，就會擋住一點(diǎn)點(diǎn)星光，我們捕捉到這個時候主恒星短暫的亮度下降，就能推斷行星的存在。

但對于環(huán)雙星系統(tǒng)來說，這個方法的限制極其苛刻，行星的軌道必須和雙星的公轉(zhuǎn)軌道幾乎完全共面，并且還要精準(zhǔn)對準(zhǔn)地球的視線方向，哪怕只有幾度的傾角，我們就再也看不到它的凌日信號。

而更棘手的是，凌日法對于很靠近恒星的行星來說，觀測的成功率會很大，但若離得很越遠(yuǎn)，行星凌日的概率就越低，幾年甚至幾十年才會出現(xiàn)一次，這在太空望遠(yuǎn)鏡的觀測窗口期里，就很容易被錯過。

這就導(dǎo)致我們對環(huán)雙星行星的認(rèn)知，一直被困在共面、緊湊、近距的小圈子里，完全看不到那些軌道傾斜、距離更遠(yuǎn)的行星，更沒法回答一個核心問題：宇宙里的環(huán)雙星行星，到底有多常見？

最近，于2025年5月4日發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》的研究，來自新南威爾士大學(xué)的天文學(xué)家們，他們找到了一把能打破這個盲區(qū)的鑰匙：利用雙星軌道的拱點(diǎn)進(jìn)動效應(yīng)，來大規(guī)模的搜尋隱藏起來的環(huán)雙星行星。

這種方法此前僅被用于雙星系統(tǒng)的基本性質(zhì)表征，從未被用于環(huán)雙星行星的大范圍巡天。

這個方法聽起來陌生，但原理卻很好理解。

兩顆互相繞轉(zhuǎn)的食雙星，就像一對配合默契的雙人舞舞者，它們的公轉(zhuǎn)軌跡是穩(wěn)定的橢圓，什么時候互相靠近、什么時候彼此遮擋（也就是天文學(xué)上說的主、次恒星食），這都可以被精準(zhǔn)的預(yù)測。

如果周圍沒有其他天體干擾，它們的舞步會一直保持穩(wěn)定，恒星食的時間也不會出現(xiàn)偏差。

但如果旁邊藏著一顆我們看不見的行星，它的引力就會像一只無形的手，輕輕拽動這對舞者，讓它們的橢圓軌道長軸在軌道平面內(nèi)慢慢轉(zhuǎn)動，這使得原本精準(zhǔn)的主、次恒星食時間表，就會出現(xiàn)可測量的反向偏移，主食來得越來越晚，次食就來得越來越早，反之亦然，這就是環(huán)雙星行星引力引發(fā)的拱點(diǎn)進(jìn)動。

當(dāng)然，能讓雙星軌道發(fā)生進(jìn)動的，不只有行星。

愛因斯坦的廣義相對論效應(yīng)，以及恒星自身的潮汐拉扯、自轉(zhuǎn)帶來的影響，這都會造成類似的軌道進(jìn)動。

所以團(tuán)隊(duì)的核心工作，就是把這些已知的物理效應(yīng)全部精準(zhǔn)計(jì)算出來，從觀測到的總進(jìn)動里一一扣除。

如果最后還剩下無法解釋的額外進(jìn)動信號，那就說明這個雙星系統(tǒng)里，一定藏著一個未被發(fā)現(xiàn)的引力源。

在這次研究中，他們從歐空局蓋亞衛(wèi)星的食雙星候選星表中，篩選出1590個符合觀測條件的目標(biāo)，再結(jié)合NASA的TESS太空望遠(yuǎn)鏡至少兩年基線的高精度測光數(shù)據(jù)，對每一個系統(tǒng)的恒星食時間進(jìn)行了極致精準(zhǔn)的拆解。

最終，他們在36個雙星系統(tǒng)里，找到了無法用廣義相對論、潮汐與自轉(zhuǎn)效應(yīng)解釋的額外進(jìn)動，在排除了高噪聲、信號顯著性不足、伴星質(zhì)量達(dá)到褐矮星/恒星級別的系統(tǒng)后，最終鎖定了27個候選系統(tǒng)，這些系統(tǒng)里，隱藏引力源的最小質(zhì)量，剛好落在行星的范圍內(nèi)。

這27個候選環(huán)雙星行星，徹底打破了過去的認(rèn)知邊界。

之前通過凌日法找到的環(huán)雙星行星，宿主恒星有效溫度都不超過6400K，而這次的候選體里，有30%的宿主恒星溫度超過了這個上限，最熱的甚至超過9000K。

同時，這些雙星的公轉(zhuǎn)周期從4.3天到129.3天不等，也完全超出了過去已知的環(huán)雙星宿主雙星的周期范圍。

更重要的是，這個方法完全不依賴行星的軌道朝向，哪怕行星的軌道和雙星平面有很大的傾角，哪怕它在更遠(yuǎn)的穩(wěn)定軌道上運(yùn)行，我們也能捕捉到它的引力痕跡。

當(dāng)然，現(xiàn)在這些天體還只是候選行星。

這種動力學(xué)方法有一個天然的參數(shù)簡并問題：同樣的進(jìn)動信號，既可能來自一顆離雙星很近的小質(zhì)量行星，也可能來自一顆離得更遠(yuǎn)的大質(zhì)量褐矮星甚至恒星。

接下來，團(tuán)隊(duì)會用地面4-10米級的大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，通過徑向速度觀測，給這些候選體驗(yàn)明正身，精準(zhǔn)鎖定它們的質(zhì)量，最終確認(rèn)它們的行星身份。

宇宙里超過一半的恒星，都處于雙星或多星系統(tǒng)中，而我們過去對這些系統(tǒng)里的行星世界，幾乎一無所知。

這次的發(fā)現(xiàn)，就像為我們打開了一扇全新的大門，如果環(huán)雙星行星在宇宙里普遍存在，那我們對行星形成、演化的認(rèn)知，甚至對宜居星球的尋找范圍，都將被徹底改寫。

那些雙日同輝的世界，不再只是科幻電影里的想象，它們或許就在銀河系的某個角落，等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。