儘管行星環在我們的太陽系中極其常見——每個繞太陽執行的氣態巨行星都有一個——但事實證明，在繞其他恆星執行的世界周圍很難發現它們。這很可惜，因為對年輕世界周圍環系統的研究可以幫助闡明我們近 50 億年前的太陽系的巨行星在其最初的幾百萬年中是什麼樣子的。
二十多年的行星搜尋只發現了一顆帶環的系外行星——一個超級尺寸的土星版本，研究人員才剛剛開始使用非常大的望遠鏡對其進行研究。但是現在，他們可能在圍繞一顆年輕恆星的氣體和塵埃盤中發現了第二個半隱藏的超級土星，即使使用後院望遠鏡也可以輕鬆觀察到這個世界。
幾年前，隸屬於廣角行星搜尋（WASP）調查的天文學家在名為 PDS 110 的恆星周圍的陰影霧霾中發現了一個不尋常的特徵。在近兩年的時間裡，這個令人困惑的發現一直放在 WASP 團隊成員休·奧斯本的桌子上，他是英國華威大學的一名研究生，他最先注意到了這一點。“我真的不確定它可能是什麼，”奧斯本說。然後，在幾年後的一次會議上，另一位天文學家注意到，在來自千度極小望遠鏡（KELT）調查的 PDS 110 星盤的資料中也出現了相同的閃爍，這完全獨立於奧斯本最初的發現。在那時，“很明顯，它比我最初想象的更有趣，”他說。一篇詳細介紹該研究的論文已被《皇家天文學會月刊》接受發表。
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觀測結果相隔 800 多天，幾乎完全相同。兩者都顯示了恆星的奇怪的 25 天變暗——這太長了，無法解釋為從地球上看到的行星穿過恆星表面的陰影。奧斯本和他的同事推測，這種不尋常的訊號可能是以前看不見的伴星圍繞著恆星形成後遺留下來的氣體和塵埃盤移動的環系統。這些環的跨度約為 5000 萬公里（也就是說，比土星環寬近 200 倍，土星環的跨度約為 28 萬公里）。奧斯本和他的團隊估計，如此大的環系統只能由一個巨大的中心物體固定——可能是一顆比木星還大的氣態巨行星。或者，看不見的伴星可能是一顆褐矮星，一個質量介於行星和恆星之間的物體。
到目前為止，只發現了另一顆帶有環的系外行星。它被稱為 J1407 b，是一顆圍繞遙遠恆星執行的、軌道週期為十年的氣態巨行星；天文學家僅根據 2012 年的單次觀測推測出它龐大的超級土星環系統，並且必須等到 2020 年代才能再次看到它。PDS 110 的帶環伴星的軌道週期要短得多，這讓天文學家有更多機會看到和研究它的陰影，但到目前為止，他們還沒有利用這些機會。
奧斯本表示，這種情況現在正在改變，因為帶環世界的軌道應該會在 2017 年 9 月使其重新進入視野。即使是中等尺寸的、商店購買的望遠鏡也應該能夠探測到被恆星逆光照射的環的深陰影，從而使業餘天文學家能夠觀察和研究該系統。無論其來源如何，高質量的第三組觀測結果都應該為天文學家提供他們需要的信心，以確認事實上有一個陰影“東西”嵌入在星盤中並定期阻擋恆星的光。羅切斯特理工學院研究年輕恆星的天文學家喬爾·卡斯特納說：“一次不足以說服任何人。”他沒有參與這項研究。即使是兩次觀測也可能是不相關的。另一方面，三次觀測不太可能是統計上的僥倖。“如果你看到變暗的形狀和深度三次相同，並且變暗之間的間隔相同，那麼你肯定有非常強烈的週期性證據。”
奧斯本同意。“在我們看到另一次日食之前，我們不能嚴格地說它是週期性的。”
萊頓天文臺的行星搜尋者馬修·肯沃西曾與奧斯本合作，並且是確定 J1407 b 的團隊成員，他認為對 PDS 110 的初步觀測預示著未來會有更大的發現。“我非常興奮，因為我認為這是另一個環系統，”他說。
與土星環幾乎與行星軌道在同一平面不同，PDS 110 的伴星周圍的推定環會像天王星的環一樣更垂直地傾斜，突出在環星盤之上。奧斯本說，這種扭曲可能是與另一顆看不見的行星相互作用的結果。
法國格勒諾布林行星學和天體物理學研究所的天文學家傑弗裡·萊蘇爾研究年輕的環星盤，他沒有參與這項工作，他認為奧斯本和他的團隊可能走在了正確的軌道上。但他不確定他們是否發現了一個環。“這很有說服力，因為這是唯一符合他們所有資料的解釋，”他說。儘管他同意伴星可能周圍有物質，但他不確定環系統是否會在恆星盤內保持穩定。當世界在每個軌道上兩次穿過星盤時，星盤周圍的物質應該會拉扯行星周圍的任何氣體和塵埃環，從而使其變形。萊蘇爾認為，結果更可能是一層碎片，而不是環。“它不會像土星那樣是一組漂亮的[環]，”他說。“它更像是行星周圍的繭。”
肯沃西稱這樣的繭是“絕對可能的”，但認為它會使 PDS 110 周圍的陰影閃爍呈現出與觀測到的不同的形狀。另一種可能是，在 PDS 110 的盤內執行的世界可能會在那裡清除一個空隙，從而創造出環可以不受周圍碎片干擾地存在的空間。或者，如果環足夠大，它們可以簡單地相對毫髮無損地穿過星盤。
還有一種可能是，恆星周圍的陰影閃爍與行星無關，而是碎片落迴環星盤的一個或多個團塊。這樣的星盤往往是塊狀的而不是平滑的，充滿了湍流，使物質從星盤中弧形射出，然後又被重力拉回。萊蘇爾和卡斯特納說，以這種方式丟擲的碎片可以聚整合大約觀測到的閃爍大小的團塊。一個特別長壽的團塊——或兩個獨立的團塊恰好在正確的時間爆發出來——可以解釋觀測到的閃爍重複出現。
但是肯沃西說，儘管這種情況是可能的，但它們不太可能在相隔如此久的時間內產生兩個獨立的、但相同的訊號。雖然環會被行星的引力固定住，但鬆散的團塊只會受到微弱的約束，並且會在其軌道上發生劇烈變化。“很難看到它如何在 800 天的時間裡保持相同的形狀，從而產生相同的日食形狀，”他說。
星盤內的漩渦等結構理論上也可能使恆星發生日食，但該團隊表示——萊蘇爾也同意——這種安排將遠大於預期，無法解釋閃爍。“他們有一個令人信服的論點，”萊蘇爾說。
透過密切監測 PDS 110 星盤內部和周圍陰影的形狀，詳細的 9 月觀測應該有助於區分環和團塊，甚至可以揭示環本身的結構和間隙。如果確認是環，“那將是非常令人興奮的，”肯沃西說。“然後我們可以計劃下一次日食，進行更詳細的實驗，以確定環中物質的型別。”
在形成後的最初幾百萬年中，土星和木星可能擁有巨大的環，這些環不知何故被剝離，聚整合衛星或落到了行星上。觀察年輕恆星周圍的帶環世界可以幫助科學家更好地瞭解早期太陽系中可能發生的事情。
“我認為我們透過這些巨大的環系統看到的是，”肯沃西說，“是像太陽系非常年輕時一樣的衛星形成的早期階段。”