距我们太阳系约 2,600 光年的地方居住着整个银河系中最奇特的行星系统之一。
被称为，这颗类太阳黄矮星于 2012 年被发现其轨道上有三颗系外行星；事实证明，每一种的密度都比棉花糖轻，将它们全部归入一个名称相当可爱的超级泡芙世界类别。
现在天文学家已经找到了第四个，他们既兴奋又兴奋。
“超级膨胀行星相当罕见，当它们确实出现时，它们往往是行星系统中唯一的一颗，”行星科学家杰西卡·利比·罗伯茨说宾夕法尼亚州立大学的。
“如果试图解释一个系统中三个超级泡是如何形成的还不够具有挑战性，那么现在我们必须解释第四颗行星，无论它是否是一个超级泡。而且我们也不能排除该系统中存在其他行星。 ”
围绕 Kepler-51 运行的三颗已知系外行星的奇怪性质是，当时的观测使天文学家能够对系外行星的半径和质量进行详细的测量。这些测量结果又被用来计算它们的密度，密度低于每立方厘米 0.1 克，这表明这三个世界都属于超级膨胀的范畴。
由大阪大学利比-罗伯茨和增田健人共同领导的天文学家小组在着手捕捉这三颗凌日系外行星中的一颗时，首先得到了一个暗示，即该系统可能比表面上看到的还要复杂。当系外行星经过我们和它的恒星之间时，我们就可以根据恒星光线的微弱变化来测量行星的特性。
因为系外行星的轨道时间已经被测量，所以这应该是非常简单的。但是当他们将望远镜转向开普勒 51 并与阿帕奇点天文台一起捕捉凌日时（载脂蛋白） 和约翰·韦斯特，事情并没有按计划进行。
“谢天谢地，我们提前几个小时开始观察以设定基线，因为凌晨 2:00 到了，然后是凌晨 3:00，我们仍然没有通过 APO 观察到恒星亮度的变化，”利比·罗伯茨 说。
“在疯狂地重新运行我们的模型并仔细检查数据后，当我们开始用 APO 进行观测时，我们立即发现恒星亮度略有下降，最终导致凌日开始——提前了两个小时，远远超出了 15 分钟的时间我们模型的不确定性窗口！”
一定是出了什么问题，所以团队忙着找出问题所在。他们仔细研究了美国宇航局行星搜寻太空望远镜 TESS 获得的凌日时间数据，以及几个地面望远镜的档案观测结果。他们还利用哈勃和帕洛马天文台进行了新的观测。
在仔细检查他们的数据以确保没有犯错之后，唯一适合所有数据的解释是存在一颗看不见的第四颗系外行星，它以引力牵引着其他三颗行星，以复杂的轨道舞蹈影响了它们的凌日时间。
这第四颗系外行星将被命名为 Kepler-51e。另外三个是 Kepler-51b、Kepler-51c 和 Kepler-51d。
“我们进行了所谓的‘强力’搜索，测试了许多不同的行星属性组合，以找到能够解释过去 14 年收集的所有凌日数据的四行星模型，”增田解释。
“我们发现，如果开普勒 51e 的质量与其他三颗行星相似，并且遵循大约 264 天的相当圆形的轨道，那么该信号就可以得到最好的解释——这是我们根据其他行星系统所期望的。我们发现的其他可能的解决方案包括在更宽的轨道上有更大质量的行星，尽管我们认为这种可能性较小。”
由于开普勒 51e 尚未被观测到凌日，因此它的轨道可能与我们的观测角度不对齐。计算恒星半径需要凌日，这意味着我们不知道它有多大或者它的密度是多少。但只是现存的在一个拥有三颗超级膨胀系外行星的系统中这是一个奇怪的现象。
需要做更多的工作来弄清楚 Kepler-51 系统究竟发生了什么。实现这一目标的一种方法是观察浮肿的凌日世界的大气层，并准确地了解它们是由什么构成的——这也是团队首先试图做的工作。
一如既往，分析仍在继续。
该研究发表于天文杂志。
