首颗“消失的行星”在TESS注视下淡出视野，隐藏的巨行星邻居让它轨道倾斜

一颗由 NASA 的 TESS 太空望远镜持续观测、反复从恒星面前穿过的巨行星，如今已不再穿越恒星表面。每一次凌日都变得更短、更浅，仿佛行星的路径正逐渐滑向恒星的边缘，直到那标志性的星光变暗现象彻底消失。这颗行星并未被摧毁或吞噬，它的轨道正在倾斜，而天文学家恰好捕捉到了它偏离地球视线的瞬间。

由加州大学洛杉矶分校（UCLA）领导的团队在《天体物理学杂志快报》上报告称，这是首颗被确认的、围绕单颗恒星运行且凌日现象消失的行星。罪魁祸首很可能是一颗尚未被直接观测到的第二颗巨行星。这颗行星的倾斜轨道对其邻居产生拖曳作用，使两者的轨道像旋转的陀螺一样摆动。天文学家通常需要数个世纪才能推断出这样的变化，而在这里，整个过程在一次太空任务期间就上演了。

消失的行星名为 TOI-2535 b，是一颗热木星：其宽度约为木星的 0.84 倍，围绕一颗距离地球约 1000 光年的古老橙矮星运行。它大约每 8.2 天完成一次公转，速度约为水星绕太阳公转的十倍。已知的热木星有数百颗，而这一颗之所以特殊，是因为它的凌日时间总是提前或推迟多达六小时，这表明系统中还有其他天体在对其施加引力影响。

“这是我们见过的相互作用最极端的例子，因为这两颗行星之间的引力作用非常强烈，”论文通讯作者、UCLA 的 51 Pegasi b 博士后研究员 Samuel Yee 表示。“这颗行星的轨道倾斜得如此之快，以至于在我们观测期间，它的凌日现象就消失了。”

TESS 如何捕捉到行星从视野中滑落

凌日现象只有在行星的轨道与我们的视线几乎完美对齐时才会发生，此时行星会从恒星和地球之间穿过，遮挡住一小部分星光。TESS 在数百万颗恒星中搜寻这些微小的光变信号。它在七年内分五个独立的观测时段返回 TOI-2535，而地面望远镜（包括位于克罗地亚、智利、瑞士和澳大利亚的小型天文台）则填补了这些时段之间的凌日观测数据。

团队对每次凌日测量了两个参数。其一是时间，精确到两三分钟以内，并与完全规则轨道应有的时间表进行比较。其二是形状。穿过恒星中央的路径会产生长而深的星光变暗，而靠近边缘的路径则会产生短而浅的掠食现象。天文学家将这种穿越线称为碰撞参数，对于 TOI-2535 b 而言，该参数从一个观测时段到下一个时段稳步上升。

重建结果显示，这颗行星的路径似乎扫过了恒星表面超过一半的区域，在向边缘移动的过程中穿过了恒星赤道。在最新的 TESS 数据中，在行星本应出现的窗口内，即使考虑到其六小时的时间摆动，也没有发现任何凌日信号。为了验证这一空白结果，团队在数据中植入了假想的凌日信号：一颗勉强掠过恒星边缘的行星，大约有半数几率仍能被探测到。

利用位于亚利桑那州基特峰 WIYN 3.5 米望远镜上的 NEID 光谱仪对恒星前后摆动进行的测量表明，在凌日轨道上运行着一颗质量与木星相当的行星。这些测量数据还带有额外的离散特征，这是单一行星无法解释的。

无人得见的邻居

作者们将时间摆动和逐渐缩小的凌日现象结合起来建模。两者都符合一颗邻近伴星的模型，其轨道相对于 TOI-2535 b 的轨道倾斜至少五度。当两个轨道以这种方式倾斜时，它们的平面会缓慢摆动，就像陀螺的轴画出一个圆一样，而凌日行星的路径会逐渐漂移过恒星表面。

这颗隐藏的伴星质量至少与土星相当。它似乎也处于或接近共振状态，这意味着两个轨道周期形成一个简单的整数比。最佳拟合解集中在 2:1 和 3:2 的比率附近，尽管 3:1 和 4:1 也是可能的。这将使该系统成为双重的异类：热木星很少拥有如此近的邻居，而且即使有，邻居也几乎总是小型行星，而不是另一颗巨行星。

合著者 Erik Petigura 将这一效应比作日食。“如果月球绕地球的轨道与地球绕太阳的轨道完美对齐，我们每个月都会看到一次日食，”他说。“但因为月球轨道是倾斜的，日食就不那么常见了。”

比任何已知的行星轨道倾斜都快

其他行星也曾被观测到改变凌日现象，但速度更慢。TOI-216 b 和 K2-146 c 分别在 4.5 年和三年内从掠食转变为完全凌日，而 TOI-4504 系统中的一颗行星在天文学家首次观测到它三年后开始出现凌日。TOI-4504 和 TOI-216 的轨道平面摆动周期分别约为 250 年和 150 年。适用于 TOI-2535 的模型则指向一个数十年的周期。

其六小时的时间摆动，约占轨道周期的 3%，是短周期巨行星中观测到的最大摆动之一。这种变化非常罕见：一项对 NASA 开普勒任务中 561 个系统的搜索发现，只有 15 个系统在凌日持续时间上存在显著的长期变化。紧凑的多行星系统也往往比较平坦，轨道倾角在 1 到 2 度以内。

此前曾有过一次消失事件的线索。开普勒任务中的一个候选体 KOI-120.01 在任务期间逐渐变暗并消失，但该系统包含至少两颗恒星，信号可能来自一对食双星而非行星。TOI-2535 b 是一个更清晰的案例：一颗确实存在且仍在原地的行星，只是不再与我们视线对齐。

消失事件未能解答的问题

邻居的身份是最大的未解之谜。没有单一解能唯一地拟合数据，因此其质量、轨道周期以及它是位于热木星内侧还是外侧仍属未知。一些陡峭倾斜（高达约 60 度）的配置在短期运行中与数据吻合，但在长期模拟中往往会失效，这更倾向于较缓的倾斜。

五度的最小倾斜也取决于那颗看不见的行星。如果得到确认，TOI-2535 将加入轨道如此错位的紧凑系统短名单。宿主恒星本身也带来一个谜题：它是一颗质量约为太阳 0.86 倍的古老橙矮星，运动速度足够快，很可能属于银河系厚盘，一个更古老的恒星族群，但要确定其年龄还需要测量其化学成分。

然后是形成问题。一颗拥有如此近距离巨行星伴星的热木星，不可能通过拉伸轨道向内抛射的方式形成，而这一途径被认为是大多数热木星的成因。通过年轻恒星周围的气体盘缓慢向内漂移可以解释共振，但气体盘也应该会使得轨道变得扁平。后来必定有某种机制使它们倾斜，论文列出了几种候选机制，但未作选择。

“由于 TOI-2535 b 有一个近邻，它很可能通过缓慢螺旋向内迁移，而不是被抛射进来，”Yee 说。“我们可能正在目睹一种不常发生但非常有趣的形成通道。”

读者关于消失行星的常见问题

什么是消失的行星？

它是一颗行星，其凌日现象，即它穿越恒星时造成的微小星光变暗，停止了。TOI-2535 b 是首颗围绕单颗恒星被确认的案例。这颗行星仍然存在，只是其轨道已经倾斜，不再从恒星和地球之间穿过。

为什么 TOI-2535 b 停止了凌日？

一颗隐藏在倾斜轨道上的邻近行星的引力使得两个轨道都发生进动，就像旋转的陀螺一样摆动。在 TESS 七年的观测中，这颗行星的路径从恒星表面中央滑向边缘，然后完全脱离。

TOI-2535 b 会再次凌日吗？

是的，但不会很快。UCLA 团队预计这颗行星将在 30 到 50 年后的某个时候再次穿越恒星。它的隐藏邻居可能会更早现身，如果它自己的倾斜轨道首先与地球对齐的话。

接下来会发生什么

TESS 在 2019 年 4 月至 2026 年 3 月期间观测了该系统，而凌日现象在 2026 年 3 月的最后一次观测中缺失。该研究于 2026 年 11 月 9 日发表。团队指出，仅凭 TESS 前四年的数据，缩小的凌日现象无法被可靠地探测到，而 TESS 不断延长的观测基线应该会发现更多类似的系统。识别那颗邻居行星需要更密集的恒星摆动测量样本。这颗行星本身将在 30 到 50 年内不会再次穿越恒星，因此其隐藏的伙伴可能是接下来任何人都会看到的东西。

参考文献：Yee et al., “A TESS Disappearing Act: The Vanishing Transits of TOI-2535 b,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aeb4a4

标签: 天文学, nasa, 系外行星, TESS, TOI-2535 b, 热木星