【导语】

一项发表于《Science Advances》的最新研究显示，天文学家对位于画架座的恒星 TOI-201 进行了系统观测，确认其至少拥有三颗伴星：一颗岩质超地球、一颗温暖木星以及一颗质量更大的棕矮星。研究团队指出，该系统的轨道结构正在快速演化，部分天体的凌日现象将在数百年内相继消失。

恒星 TOI-201 的基本特征

TOI-201 是一颗明亮的 F 型恒星，位于画架座，距离地球约 372 光年。观测结果显示，这颗恒星的体积比太阳大约 32%，质量也更高，年龄约为 8.7 亿年。

该恒星在不同星表中也被标记为 HD 39474 和 TIC 350618622。研究表明，TOI-201 至少拥有三颗伴星，分别被命名为 TOI-201b、TOI-201c 和 TOI-201d。

三个伴星的构成与轨道

根据团队给出的参数，TOI-201d 为一颗岩质超地球，半径约为地球的 1.4 倍，质量约为地球的 6 倍，绕恒星公转一周约需 5.8 天。

TOI-201b 被归类为一颗温暖木星型系外行星，其质量约为木星的一半，轨道周期为 53 天。

TOI-201c 则是一颗棕矮星，是该系统中除恒星本身外质量最大的天体。其轨道既宽广又高度椭圆，公转周期约为 8 年（约 7.9 年）。研究团队指出，TOI-201c 的引力主导了该系统的大部分动力学行为，也是目前已知轨道周期最长的凌日天体之一。

新墨西哥大学博士生 Ismael Mireles 表示，研究的目标是对 TOI-201 行星系统进行全面表征，“不仅要了解那里有什么行星，还要了解它们在动力学上如何相互作用”。他指出，这类研究有助于科学界探讨类似太阳系的行星系统如何形成并随时间演化。

轨道倾角与形成方式之谜

研究显示，TOI-201 系统中三颗伴星的轨道并非共面，而是存在明显的相互倾斜。Mireles 称，这些行星“正缓慢地将彼此拉向新的方向”，导致系统几何结构随时间发生变化。

新墨西哥大学教授 Diana Dragomir 指出，如果行星是在恒星早期的原行星盘平面内形成，通常预期其轨道应大致对齐，类似太阳系的行星分布。因此，TOI-201 系统提出的关键问题之一是：为何这三颗天体的轨道会出现如此显著的倾斜。

Dragomir 还表示，TOI-201c 的质量接近大质量行星与棕矮星之间的分界线，这使得其形成机制存在不确定性——目前尚难判断其更接近行星形成路径，还是类似恒星的形成过程。

在“人的时间尺度”上可见的轨道演化

研究团队强调，TOI-201 是少数几个可以在人的时间尺度上直接观测到轨道动力学变化的行星系统之一。由于轨道倾角和引力相互作用的影响，系统中天体的凌日状态会随时间发生改变。

模型显示，大约 200 年后，超地球 TOI-201d 将不再从地球视线方向掠过恒星盘面，即停止发生凌日现象。再过几百年，温暖木星 TOI-201b 的凌日也将消失，随后棕矮星 TOI-201c 也会停止凌日。

研究指出，这些天体的轨道构型存在周期性变化。在更长的时间尺度上，它们会在经历一段非凌日阶段后再次恢复凌日，呈现凌日与非凌日状态的周期性转换。

Mireles 表示，该系统为研究行星系统的“动态生活”提供了一个罕见的实时窗口。

2031 年下一次关键凌日

在已推算出的事件中，TOI-201c 的下一次凌日预计将发生在 2031 年 3 月 26 日。研究团队认为，这一时间点为全球后续观测提供了重要机会，其中也包括业余天文观测者的参与空间。

Mireles 称，对 TOI-201 系统的研究是一个跨多年、多团队合作的项目。相关成果以题为《揭示动态 TOI-201 系统快速演化的轨道》（"Unveiling the rapidly evolving orbits of the dynamic TOI-201 system"）的论文形式发表在《Science Advances》期刊第 12 卷第 16 期上，论文 DOI 为 10.1126/sciadv.aef2618。