艺术家对开普勒-16b的印象，这是已知第一颗明确围绕两颗恒星运行的行星 - 所谓的环双星行星。这颗行星可以在前景中看到，是由美国宇航局的开普勒任务发现的。图片来源：NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

　　围绕双星运行的行星处于艰难的境地：它们必须与两颗独立恒星的引力作斗争。与环绕双星的行星相比，围绕像太阳这样的单颗恒星的行星形成相对简单。直到最近，天文学家还不确定它们是否存在。

　　天文学家很少发现双星有行星绕行。可能是因为它们很少见，也可能是因为它们难以检测;可能两者兼而有之。现在，一组研究人员发现了一颗拥有不止一颗行星的双星。这只是多行星双星系统的第二个实例。关于这些类型的太阳系，它告诉我们什么？

　　该系统被称为TOI-1338，是一颗距离地球约1，300光年的双星，位于图象座。TOI-1338 a是一颗质量为1.12太阳质量的主序星，TOI-1338 b是一颗质量为0.3太阳质量的M矮星（红矮星）。这个恒星系统大约有44亿年的历史。

　　美国宇航局戈达德太空飞行中心的一名暑期实习生在2017年发现了围绕双星的第一颗行星。TOI-1338 b是一颗环双星行星，质量约为33个地球，大小介于土星和海王星之间。它位于围绕双星的95天轨道上。

　　在数据中很难找到环双星行星，因为恒星可以相互遮蔽，使得行星凌日难以辨别。它们的凌日也可能是不规则的，它们只能在一颗双星前面凌日。TOI-1338 b的凌日不规则地发生，每93至95天发生一次，使其成为非周期性的。由于两颗恒星都在移动，凌日的深度也各不相同。

　　TOI 1338 b围绕恒星的轨道角度随着时间的推移而变化，因此在2023年之后，从我们的角度来看，过境将有八年的差距。这种差距使天文学家相信还有许多其他的双星周行星，但我们必须在正确的时间观察才能找到它们。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心

　　由于TOI-1338 b的倾角，从我们的角度来看，它将在2023年11月停止在其恒星前方凌日。然后在2031年左右，我们将再次看到过境。

　　现在天文学家已经发现了第二颗围绕TOI-1338运行的行星。它被称为TOI-1338 / BEBOP-1c，他们使用径向速度方法而不是运输方法发现了它。BEBOP这个名字来自一个观测项目。“为了增加已知的环双行星的数量，并为用凌日方法发现的系统提供准确的质量，我们启动了一项径向速度观测调查，专门用于环双星行星探测，称为轨道行星护送双星（BEBOP），”作者在他们的论文中解释说。

　　研究人员在一篇题为“发现的第一个具有径向速度的环双星行星”的论文中报告了他们的发现。它已被接受发表在Nature Astronomy上，并在arXiv预印本服务器上提供。主要作者是英国伯明翰大学物理与天文学学院的博士生Matthew R. Standing。

　　这颗新行星是一颗气体巨行星，质量约为65个地球。它的轨道比TOI-1338 b更宽，轨道周期约为215天。天文学家使用HARPS和ESPRESSO光谱仪收集的径向速度数据发现了它。这一发现标志着天文学家首次利用径向速度发现了环双星行星，该系统只是发现的第二个多行星环双星系统。

　　这张来自研究的图表详细显示了 TOI-1338 系统。行星c的轨道比行星b宽得多，而且都不在系统的宜居带内。资料来源：斯坦丁等人 2023

　　天文学家对环双星行星非常感兴趣。它们在科幻小说中很常见，但直到开普勒任务发现第一个时才得到证实。它被称为开普勒-16b，它以自己的方式是一个古怪的球。天文学家认为这是双星系统中行星的内部极限。开普勒-16b没有兄弟行星。

　　现在我们知道有12颗环双行星，其中两颗在多行星系统中。天文学家发现的第一个多行星环双星系统被称为开普勒-47，它拥有三颗已知的外行星。BEBOP观测计划旨在发现更多的环双星行星并辨别更多关于它们的信息。它的主要目标是找到更多的它们，它将通过克服开普勒的一些观察偏差来实现这一点。

　　双星系统比像我们这样的单星系统复杂得多。双星破坏行星形成的方式是更可预测的单星系统所不会的。双星在原行星环境中创造了恶劣的条件。天文学家曾经认为，这些系统中的行星会受到灾难性的碰撞，或者被引力摄动抛出它们的系统。但最近的所有这些发现都表明，这不一定是真的。通过发现更多的环双星行星并描述它们与单星行星的相似之处和不同之处，天文学家将学到很多关于行星如何形成和迁移的知识。

　　研究环双行星的困难之一是确定它们的质量。BEBOP不仅是为了找到行星而设计的，而且是为了更准确地测量它们的质量。这一点至关重要，因为了解它们的质量有助于确定哪些是浮肿的，具有适合大气光谱的扩展大气。BEBOP不仅发现了第二颗行星，而且更准确地测量了TOI-1338的内行星质量。

　　找到另一个多行星环双星系统并确定其质量是一项重要的发现。虽然这些系统颠覆了行星如何形成的模型的某些部分，但它们最终将使我们的模型更加准确。

　　这项研究的这个数字说明了天文学家在TOI-1338中的发现。红色插图显示了与恒星相关的放大后的14.6天双星周期，蓝色插图显示了TOI1338 / BEBOP-1c的放大215.5天周期。资料来源：站立等人 2023

　　研究人员表示，在某个时候，TOI-1338 / BEBOP-1c可以保证凌日主星，但他们不能说什么时候。尽管行星和恒星之间存在错位。“起初似乎违反直觉，行星 - 二元错位使传递性更有可能，”他们写道。根据作者的说法，这是因为行星的天空倾角围绕双星的天空倾角振荡，最终，行星的倾角将接近90度。这意味着“...绝大多数围绕食双星运行的环双星行星最终都会凌日。

　　该团队还研究了双星周围其他行星的问题。尚未检测到任何病例，但可能尚未检测到。虽然他们不能确定是否有其他行星，但他们计算并绘制了任何潜在探测的局限性。

　　研究的密度图显示了研究人员方法的检测限。这很复杂，但它基本上表明他们的方法是“......对额外的土星次质量行星敏感，持续时间长达2000天，而我们对接近不稳定极限的海王星质量行星敏感。资料来源：站立等人 2023

　　研究双星周围的环绕双星行星的问题之一是，我们所知道的大多数行星都太暗了。这意味着对于它们中的大多数，包括新行星TOI-1338 / BEBOP-1c，没有机会使用光谱学来探测它们的大气层。但它之前发现的兄弟TOI-1338b可能足够亮。“因此，”研究人员写道，“尽管它可能带来挑战，但TOI-1338 / BEBOP-1b是我们揭示环双星行星大气构成的唯一可能性。

　　“在目前已知的15颗环二元系外行星中，TOI-1338 / BEBOP-1b是目前唯一可以追求詹姆斯韦伯太空望远镜透射光谱的系外行星。如果我们要揭开环二元塔图因类外层大气的奥秘，TOI-1338 / BEBOP-1系统提供了新的希望，“作者在他们的论文中写道。

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