科學家利用北美太空總署 NASA 的 TESS 衛星來辨識出一個具有現代天文學前所未有的特徵的行星系統。 TOI-201 恆星周圍的星團距離地球約 370 光年，其中的行星軌道即時發生明顯變化。這種現象與我們太陽系的穩定性形成鮮明對比，太陽系的軌道變化需要數百萬年才能發生。這項發現在《科學》雜誌上發表的一項研究中有詳細介紹，並得到了南極洲觀測站的支持。
中心恆星名為 TOI-201，其尺寸和質量比太陽大約 30%。在它周圍，三個完全不同的世界在軌道上運行，這打破了在其他系統中觀察到的常見「豆莢裡的豌豆」模式。這些數據是由 TESS 任務和 ASTEP 計畫收集的，該計畫在南極高原上的特殊觀測條件下運作。研究人員指出，行星之間的引力相互作用非常強烈，以至於系統的結構會不斷變化。
TOI-201 恆星周圍世界的多樣性
該系統由物理輪廓和軌跡截然不同的天體組成，這引起了國際科學界的興趣。距離恆星最近的行星是一顆岩石超級地球，質量是地球的六倍，繞恆星旋轉一圈僅需 5.8 個地球日。再遠一些，有一顆質量為木星一半的氣態巨行星，一年只有 53 天。最後，還有第三個巨大天體，質量是木星的 16 倍，需要近八年的時間才能完成其軌道運行。
- 岩石超級地球，質量是地球的六倍。
- 質量為木星一半的中間氣態巨行星。
- 巨大的外行星，重量是木星的 16 倍。
- 主星的質量和直徑比太陽大1.3倍。
- 相對於太陽系的估計距離為 370 光年。
這種形態上的變化表明，行星並不共享同一軌道平面，這與地球鄰居的情況不同。具有極其平坦且傾斜軌道的外行星的存在對內部世界施加了不成比例的引力。這場太空拉鋸戰導致了一場快節奏且不可預測的宇宙舞蹈。
空間模式的軌道變化速度加快
天文學家的主要發現是軌道方向變化的速度有多快。在傳統系統中，行星路徑的傾角和形狀在數十億年內保持穩定。在 TOI-201 中，傾斜度如此之大，以至於行星不斷改變它們相對於恆星表面的位置。根據國際團隊的計算，大約200年後，從地球上用凌日法觀測到的行星將不再排列。
連續監測使得幾乎可以立即觀察到這些結構變化。這種現象為了解行星系統形成後不久的行為提供了一個難得的機會。就好像科學家正在見證決定每個世界最終命運的引力「微調」過程。目前的不穩定性顯示該體系仍處於積極而劇烈的重組階段。
南極洲的技術有助於美國太空總署的太空任務
TESS 衛星獲得的數據的驗證從根本上取決於位於世界上最偏僻的地方之一的地面望遠鏡。 ASTEP 計畫利用南極洲的康科迪亞基地來觀測漫長的極夜期間的天空。冰蓋上方三千多公尺的高度減少了大氣乾擾，從而實現了其他天文台無法達到的精度。太空和地面技術之間的合作使得測量軌道變化成為可能。
英國伯明翰大學的天文學家強調，該系統中的引力相互作用是一個活生生的實驗室。對 TOI-201 行為的分析有助於解釋為什麼有些太陽系最終擁有穩定的圓形軌道，而有些則仍然混亂。這項研究也增強了 TESS 衛星在尋找那些違反迄今為止傳統上已知的行星物理定律的世界方面的效率。
計劃在未來幾個月進行新一輪的觀測，以完善相關行星的質量。研究團隊希望確定是否還存在其他因氣態巨行星的強烈影響而隱藏的較小天體。只要排列允許行星從恆星前面經過，系統就會繼續受到監控。現在收集的每一項數據都至關重要，因為從天文學角度來看，觀測窗口正在迅速關閉。