距地球20光年处的密近双星系统发现行星，首次构建出完整三维结构

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我们身处的太阳系属于单恒星系统，因为距离太阳最近的恒星也在4光年之外，与太阳几乎不存在引力相互作用。但是在宇宙中，大多数恒星却并非如太阳一样孑然一身，而是两两为伴或多颗恒星聚集在一起。天文学家将两颗恒星之间具有引力相互作用的恒星系统称为物理双星系统（区别于目视双星，即从视线方向看上去两颗恒星聚在一起，实际相距很远并无物理联系）。由于双星系统在宇宙中非常常见，科学家们一直想弄清楚，这种双星系统是否有自己的行星？是否具有普遍性？它们又是如何运行的？

VLBA望远镜

就在去年，通过精确追踪一颗恒星在运动中几乎无法察觉的微小摆动，天文学家发现了一颗围绕该恒星绕行的类似木星的行星，这颗类木行星处于一个双星系统之中，它绕着其中一颗恒星运行，这颗恒星是该双星系统中的主星。天文学家使用美国国家科学基金会的甚长基线阵列望远镜（VLBA），首次精确构建出这对双星和围绕其中一颗恒星运行的行星轨道的完整三维结构和3D视图。这一非凡的成就可以为行星形成过程提供有价值的新见解。

虽然到目前为止天文学家已经发现了5000多颗太阳系外行星，但其中仅有三颗是使用这种天体测量技术发现的。天文学家要想找到系外行星，现在能够运用的方法有好几种，比如凌日法、直接光学成像法等，但是每一种方法都有自身的优缺点，天体测量技术可以通过测量恒星运动过程中的异常而发现系外行星，然而要想精确构建包括行星在内的双星系统的三维结构是十分困难的。但这一次天文学家们做到了。

GJ 896AB双星系统艺术图

这两颗恒星一起被称为GJ 896AB，距离地球约20光年。按照天文学标准，这个双星系统是我们太阳系的近邻。GJ 896AB系统中的两颗恒星都是红矮星，红矮星是我们银河系中最常见的恒星类型。其中质量较大的一个，大约是我们太阳质量的44%，而较小的那个大约是太阳质量的17%，两颗恒星之间的距离大约是海王星与太阳的距离，属于密近双星。两颗恒星每229年相互绕行一次，系统中发现的行星则围绕质量较大的主星运行。

因为GJ 896AB距离地球很近，天文学家在1941年就已经发现了这个双星系统，但并不知道该系统中还有一颗行星。从2020年至今，天文学家使用甚长基线阵列望远镜（VLBA）对这个双星系统进行了新的观测。VLBA具有超锐分辨率，能够看到精细的系统细节，可以随着时间的推移对恒星的位置进行极其精确的测量。通过对数据进行广泛的分析，这些数据清晰揭示了恒星的轨道运动以及它们之间的共同运动。

GJ 896AB系统三维视图

在对恒星的运动的详细追踪中，发现其中质量较大的恒星的运动显示了轻微的摆动，摆动是由行星对恒星的引力效应引起的，由此揭示了这颗行星的存在。天文学家计算出，这颗行星的质量大约是木星的两倍，每284天围绕这颗恒星运行一周。它与恒星的距离略小于金星与太阳的距离。这颗行星的轨道面与两颗恒星的轨道面相交，大约倾斜了148度。这意味着这颗行星围绕主恒星的运动方向与围绕主恒星的次恒星的运动方向相反。这是天文学家首次在密近双星及其行星系统中观察到这样的动态轨道结构。

天文学家说，天体测量技术将成为发现更多系外行星的宝贵工具，而计划中的下一代VLA（ngVLA）望远镜将能够做更多这样的工作。天文学家认为，运用这种测量技术，未来能够找到像地球一样小的系外类地行星。

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