最近发现的太阳系有六颗已确认的系外行星，可能还有第七颗，这提高了天文学家对行星形成和演化的认识。依靠遍布全球的天文台和仪器，由加州大学欧文分校(University of California, Irvine)的研究人员领导的一个研究小组，对系外行星的质量、轨道特性和大气特征进行了迄今为止最精确的测量。
在今天发表在《天文学杂志》上的一篇论文中，研究人员分享了TESS-Keck调查的结果，提供了对TOI-1136轨道外行星的全面描述，TOI-1136是银河系中距离地球270光年以上的一颗矮星。这项研究是该团队在2019年利用凌日系外行星调查卫星的数据对恒星和系外行星进行初步观测的后续研究。该项目通过记录凌日时间的变化，首次提供了对系外行星质量的估计。凌日时间是一种测量绕轨道运行的行星对彼此施加引力的方法。
在最近的研究中，研究人员将TTV数据与恒星的径向速度分析结合起来。利用加州汉密尔顿山利克天文台的自动行星探测望远镜和夏威夷莫纳克亚山凯克天文台的高分辨率梯队光谱仪，他们可以通过多普勒效应的红移和蓝移探测到恒星运动的细微变化，这有助于他们以前所未有的精度确定行星质量读数。
为了获得这个太阳系中行星的精确信息，研究小组利用数百个径向速度测量数据在TTV数据上分层建立了计算机模型。该研究的主要作者科里·比尔德(Corey Beard)是UCI的物理学博士候选人，他说，将这两种类型的读数结合起来，比以往任何时候都能获得更多关于该系统的知识。
比尔德说:“我们进行了大量的试验和错误，但在开发了迄今为止系外行星文献中最复杂的行星系统模型之一之后，我们对我们的结果感到非常满意。”
UCI物理学和天文学副教授保罗·罗伯逊(Paul Robertson)说，大量的行星是激励天文学团队进行进一步研究的一个因素。
他说:“从研究的角度来看，我们认为TOI-1136非常有利，因为当一个系统有多颗系外行星时，我们可以控制行星进化对宿主恒星的影响，这有助于我们专注于导致这些行星具有它们所具有的特性的单个物理机制。”
罗伯逊补充说，当天文学家试图比较不同太阳系中的行星时，由于恒星的不同属性以及它们在星系不同部分的位置，有许多变量可能会有所不同。他说，观察同一系统中的系外行星，可以研究经历过类似历史的行星。
按照恒星的标准，TOI-1136很年轻，只有7亿年的历史，这是另一个吸引系外行星猎人的特征。罗伯逊说，与青少年明星合作既“困难又特别”，因为他们非常活跃。在恒星发展的这个阶段，磁场、太阳黑子和太阳耀斑更为普遍和强烈，由此产生的辐射会爆炸并雕刻行星，影响它们的大气层。
TOI-1136确认的系外行星，从TOI-1136 b到TOI-1136 g，被专家归类为“次海王星”。罗伯逊说，最小的一颗是地球半径的两倍多，其他的则是地球半径的四倍，与天王星和海王星的大小相当。
根据这项研究，所有这些行星围绕TOI-1136公转的时间都不到水星绕太阳公转的88天。罗伯逊说:“我们正在将整个太阳系打包到恒星周围的一个区域，这个区域非常小，以至于我们的整个行星系统都在它的外面。”
“对我们来说，它们是奇怪的行星，因为在我们的太阳系中没有任何与它们完全相似的行星，”合著者、加州大学洛杉矶分校物理学博士候选人Rae Holcomb说。“但我们对其他行星系统的研究越多，似乎它们可能是银河系中最常见的行星类型。”
这个太阳系的另一个奇怪的组成部分是可能存在第七颗行星，但尚未得到证实。研究人员已经发现了系统中存在另一种共振力的证据。罗伯逊解释说，当行星在轨道上彼此靠近时，它们可以相互吸引。
他说:“当你在钢琴上听到一个和弦时，它听起来很好听，这是因为你听到的音符之间有共鸣，甚至是间隔。”“这些行星的轨道周期间隔相似。当系外行星处于共振状态时，每次牵引力都指向同一个方向。这可能会产生不稳定的影响，或者在特殊情况下，它可以使轨道更稳定。”
罗伯逊指出，这次调查远没有回答他的团队关于这个系统中系外行星的所有问题，而是让研究人员想要追求更多的知识，特别是关于行星大气组成的知识。他说，通过美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜先进的光谱学能力，这条研究路线将是最好的。
加州大学天文台副主任Matthew Shetrone说:“我很自豪UCO的Lick天文台和Keck天文台都参与了一个非常重要系统的表征。”“在同一个系统中有这么多中等大小的行星，确实让我们可以测试形成场景。我真的很想更多地了解这些行星!我们会在同一个太阳系中发现一个熔岩世界、一个水世界和一个冰世界吗?感觉就像科幻小说一样。”
