通過復雜的天體引力學計算，可評估行星間引力的作用范圍，當一個大質(zhì)量天體受到其他天體的引力影響時，科學家可通過引力攝動來發(fā)現(xiàn)它們，該方法也是法國天文學家約瑟夫勒維耶(Joseph Le Verrier)發(fā)現(xiàn)海王星的方法，他在1846年通過計算便預言出在天王星的軌道外層還存在一個“隱形的世界”，根據(jù)他的計算結(jié)果，柏林天文臺的科學家約翰加勒發(fā)現(xiàn)了海王星。
現(xiàn)在，隸屬于美國國家航空航天局的開普勒系外行星探測器正在不停地搜索在遙遠恒星世界中的運行系外行星，該探測器于2009年發(fā)射升空，不間斷地監(jiān)測了全天超過15萬顆明亮的恒星。開普勒探測器通過凌日法在短時間內(nèi)掃描了距離地球數(shù)十光年的恒星世界，當行星過境通過恒星盤面時，恒星的亮度會出現(xiàn)微小的變化，通過監(jiān)測亮度的下降程度以發(fā)現(xiàn)系外行星并確定其大小，但是這里存在一個問題。
根據(jù)哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學家、本項研究論文的第二作者大衛(wèi)基平(David Kipping)介紹：“如果系外圍繞其系統(tǒng)中的主恒星運行方向與開普勒探測器的軌道重合，那么通過凌日法得到的過境行星光變曲線在間距、時間以及其他屬性上應該不會隨之變化。凌日法可對觀測產(chǎn)生若干個影響，使得結(jié)果產(chǎn)生偏差，系外行星過境的間距不嚴格按照周期性呈現(xiàn)，可能得到虛假的監(jiān)測數(shù)據(jù)?！?/p>
科學家近日分析了來自開普勒系外行星探測器傳回的數(shù)據(jù)，確定了一個編號為KOI-872行星系統(tǒng)中潛藏的一個外星世界，觀測發(fā)現(xiàn)該行星系統(tǒng)中存在一顆過境的行星，數(shù)據(jù)上則顯示出存在巨大的時間變化量，這暗示了其還有一顆行星在其附近。領(lǐng)導本項研究的西南研究所與哈佛-史密森天體物理中心的研究小組已經(jīng)確定了開普勒系外行星探測器所觀測到的變化，并解釋為存在一顆土星質(zhì)量大小的系外行星以57天的軌道周期圍繞著主恒星運行。
這顆被喻為“隱藏的星球”系外行星擁有較大的質(zhì)量，它的引力影響了行星系統(tǒng)中其他行星的過境時間，所產(chǎn)生的延遲效應使得科學家們可通過與海王星發(fā)現(xiàn)過程類似的方法間接推測其存在。本項探測計劃作為開普勒系外行星探測器發(fā)現(xiàn)“系外月亮”計劃的一部分，研究小組分析了最新的數(shù)據(jù)后將已知行星“隱藏的同伴”揭露出來，該方法不僅可用于發(fā)現(xiàn)新的行星，而且還可以發(fā)現(xiàn)系外行星軌道上環(huán)繞的小月亮。KOI-872行星系統(tǒng)中的主恒星與我們的太陽類似，在過境行星的周期研究中，發(fā)現(xiàn)了不同尋常的兩小時延遲現(xiàn)象。
科學家認為存在一顆更大的隱藏行星將過境行星拉了回去，造成了延遲現(xiàn)象。這就比如一列子彈頭列車比正常時間晚了兩小時到站，必須有一個很好的理由進行解釋，而我們的目標則是找到隱藏在其附近的另一顆行星?？茖W家通過使用約瑟夫勒維耶的引力攝動理論計算出許多可能的行星軌道情況，最后研究小組認為存在一顆更大的行星并以57天的公轉(zhuǎn)周期運行。根據(jù)分析，該行星系統(tǒng)中行星的軌道非常接近于共面的圓形，這使人想起了我們太陽系中各大行星相似的有序排列。
此外，研究小組提出將通過開普勒系外行星探測器進行新的觀測，跟蹤KOI-872行星系統(tǒng)中數(shù)十個新的過境目標行星。當然，“系外月亮”發(fā)現(xiàn)計劃依然會將主要精力投入到對行星衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)中，而本次通過引力攝動發(fā)現(xiàn)的另外一顆行星則是一個意外的發(fā)現(xiàn)，同時這也是“系外月亮”計劃發(fā)現(xiàn)的第一個行星系統(tǒng)。
