我们的地球有兄弟姐妹——我们太阳系中的其他七颗行星——但它没有一个双胞胎来共享它的轨道空间。地球独自在它的轨道上航行。然而，其他太阳系可能有更奇特的家庭，它们围绕太阳互相追逐：双胞胎、三胞胎，甚至 二十四胞胎（即一颗轨道上有 24 颗地球大小的行星！）。
国际天文学家团队的计算机模拟说明了两个甚至两打行星如何共享同一轨道，这项研究已于今年春天发表在《英国皇家天文学会月报》上。这些奇特的构型可以稳定存在数十亿年，甚至比它们围绕的恒星更长寿。不过，自然界不太可能形成如此拥挤的行星轨道，这就是为什么研究人员认为发现这样的系统可能是智慧外星生命的标志——甚至可能是一个可以存在万古的星际信息。
“我们的论文探讨了可能存在的行星系统的另一个分支，”主要作者、波尔多天体物理实验室的 CNRS 研究员 Sean Raymond 说。“我喜欢它如此出人意料和古怪，而且有这么多行星最终可以共享同一个轨道。”
像我们的太阳系这样的多行星系统，通常被称为“豆荚里的豌豆”。但这些共轨行星可能就像“项链上的珍珠”，堪萨斯大学天文学家 Jonathan Brande 说，他并未参与这项新研究。
然而，直到上周一个张贴在预印本服务器 arXiv 上的文章出现，才有人提出观测同一轨道上的两颗行星——但大多数系外行星天文学家对此表示怀疑，尤其是在 TESS 等其他主要系外行星搜寻望远镜的数据中并未看到该信号。这篇文章是由一群业余天文学家撰写的，他们使用小型、市售的望远镜捕捉到了观测数据。“我不认为这是你可以在自家后院就能完成的事情，”Brande 说道，他指的是所谓的探测。
确实有一些涉及较小物体的共轨的已知例子。我们的太阳系实际上有一些这样的奇怪轨道，取决于它们的形状，被称为马蹄形轨道或蝌蚪形轨道。木星的特洛伊小行星——很快将由“露西”号探测器首次访问——像蝌蚪一样共享这颗巨行星的轨道路径，在木星绕太阳运行的轨道点前后振荡。土星的两个卫星，Janus 和 Epimethus，以马蹄形轨道一起绕着这颗带环的行星运行，并周期性地交换位置。
既然我们太阳系中的天体可以共享轨道，那么很可能存在一些系外行星也共享轨道。“存在许多系外行星系统，其中的行星似乎填满了所有可用的稳定空间，”Raymond 说。这项新研究将这一概念推向了极端，探讨了有多少行星可以挤进同一个轨道并保持稳定。
研究团队的模拟还表明，这种共轨行星将产生独特的信号供地球上的天文学家观测。开普勒空间望远镜和其他空间天文台可以揭示所谓的“凌星时间变化”(TTVs)，即附近行星之间的引力拉拽会稍微改变行星从其恒星前方经过的时间。根据 NASA 喷气推进实验室的天文学家 Rob Zellem 的说法，拥有地球质量的 24 颗行星在同一轨道上运行的系统的 TTVs 将足够大，天文学家可以看到，但这需要数月到数年的定期监测才能注意到该效应。
尽管学术界尚未被最近所谓的共轨行星观测所说服，但业余天文学家在系外行星科学中无疑扮演着重要角色，Zellem 补充道。“考虑到观测者的能力……我们绝对可以利用他们的专业知识，”他说，特别是通过公民科学项目，如 NASA 的 Exoplanet Watch。
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然而，对共轨行星的有力探测将是真正令人兴奋的——不仅是自然界极端多样性的一种观测，甚至可能是外星生命的标志。“类似工程建造的共轨行星可能不是明确的人工造物，但足够古怪，足以引发深入的进一步研究，”Brande 说。
该研究的作者认为，这些奇怪的轨道实际上将是一个完美的科技信号，或智慧生命存在的标志。论文合著者、哥伦比亚大学天文学家 David Kipping 解释说，一旦一个先进文明建造了一个不自然的共轨行星环，它就不需要任何能量来维持，并且可以存在数十亿年——这是星际信息的完美组合。“这种情况发生的可能性最终取决于是否有人拥有能力和意愿去做这件事，”他说。“我们一无所知。但如果我们不看，我们就永远不会知道。”
