迄今為止，天文學家們已經在3077個恆星系統中發現4152個太陽系外行星。在這些發現中，大部分系統都只有一個行星，也有數百個系統是多行星的。但是，包含六個或更多行星的系統似乎很少見，到目前為止僅發現了十幾個。
這次的6行星系統是天文學家使用SOPHIE光譜儀在過去七年不斷觀察HD 158259後發現的。HD 158259是一顆類似太陽的恆星，距離地球約88光年。一個國際團隊結合淩星系外行星勘測衛星（TESS）的新數據，發現了一個6行星系統，其中所有的行星都處於近乎完美的韻律之中。
負責這項發現的國際團隊由內森·哈拉（Nathan Hara）博士領導，內森·哈拉博士是日內瓦大學（UNIGE）的博士後研究員、瑞士PlanetS研究所的成員，同時他也是歐洲航天局（ESA）系外行星特性探測衛星任務（CHEOPS）的研究員。他們近期將其研究和發現發表在《天文與天體物理學報》上。
在HD 158259行星系統中，所有後繼行星都兩兩接近於3:2的諧振：內部的行星完成約三次公轉，而外部的完成兩次公轉。圖片來源：日內瓦大學/ NASA
利用SOPHIE光譜儀，天文學家們已經對北半球的許多恆星進行了速度測量，以確定它們是否有系外行星繞其軌道運行。這種方法稱為視向速度法（或都卜勒光譜法），通過測量恆星的光譜以查看其是否在原地運動，如果它在原地運動則表明一個或多個行星的引力正在其上起作用。
有趣的是，正是SOPHIE的前身——ELODIE光譜儀，幫助天文學家們發現了飛馬座51b（Dimidium），這是人類最早發現的系外行星之一，也是一顆「熱木星」。在對HD 158259進行了7年的觀測之後，SOPHIE成功獲得了高精度的視向速度測量結果，該測量結果揭示了6行星系統的存在。
在該系統中，最裡面的是一顆大岩石行星（一個「超級地球」），然後有五個相對較小的氣體行星（「迷你海王星」），它們之間的間距非常規則。正如日內瓦大學天文學與科學教授，觀測計劃的協調員弗朗索瓦·布奇（François Bouchy）在日內瓦大學新聞稿中解釋的那樣：「這一非同尋常的系統的發現，得益於大量測量數據的獲得，以及儀器水平和信號處理技術的顯著提升。」
藝術家對飛馬座51b（貝勒陀芬）的渲染，這是SOPHIE發現的「熱木星」，它繞距離地球約50光年外的一顆恆星旋轉。圖片來源：ESO / M. Kornmesser，Nick Risinger（skysurvey.org）
這些行星的大小是地球的2倍（最裡面的「超級地球」）到6倍（「迷你海王星」）。該系統也非常緊湊，六個行星的軌道都緊緊圍繞恆星，最外層的距離僅為水星距離太陽的0.38倍。這些行星處於恆星的宜居區域（HZ）里側，這意味著沒有哪一顆行星的表面上可能存在水或有足夠密度的大氣層維持生命。
同時，TESS監測了HD 158259中是否有「淩星」跡象（又稱淩星法），並觀察到最裡面的行星經過恆星前方時，恆星的亮度降低了。根據該研究的共同作者，馬賽天體物理學實驗室的研究員伊莎貝爾（Isabelle Boisse）所述，TESS的讀數（結合視向速度數據）使他們能夠進一步了解該行星（HD 158259 b）的特性。
她說：「 TESS的測量數據有力地支持了對行星的探測，並使我們可以估計其半徑，這為弄清楚行星的內部結構帶來了非常有價值的信息。」但是，如前所述，該系統最令人印象深刻的特徵是規則性。基本上，系統中的行星具有幾乎精確的3:2軌道共振。
這意味著，最裡面的行星每繞軌道運行三次，第二個行星將完成大約兩次軌道運行。在第二顆行星完成三次軌道運行所需的時間，第三顆行星將完成大約兩次軌道運行。這個比率適用於系統中的所有六個行星，令哈拉（Hara）和他的同事們感到十分驚訝。
在描述行星的軌道時，哈拉將其與演奏音樂的樂團進行了比較，儘管這種安排並不十分完美：「這可以媲美幾位演奏不同韻律的音樂家，但是他們在每個小節的開頭都同時演奏。在這裡，「大約」這個估計非常重要。除了3:2周期比率無處不在之外，這還構成了系統的獨創性。」
天文學家對共振很感興趣，即使是不完美的共振，因為它們提供了恆星系統形成和演化的線索。在天文學界，關於恆星系統如何匯聚並隨著時間變化而引發的爭論仍然很多。一個特別有爭議的問題是，行星形成時是否就已經接近其在系統中的最終位置，還是行星形成後會改變他們的軌道。
近年來，由於發現了像「熱木星」這樣的系外行星，後一種情況（稱為行星遷移）越來越受到關注，這使許多天文學家質疑行星是否發生行星遷移。該理論似乎可以解釋HD 158259系統中六個行星的形成。日內瓦大學天文學與科學教授史蒂芬·烏德里（Stephane Udry）說：「目前我們已知有幾個緊湊星系，其行星是處於共振或接近共振的，例如TRAPPIST-1或Kepler-80。我們相信，這樣的星系在移向恆星之前就離恆星很遠。在這種情況下，共振起著至關重要的作用。」
HD 158259的行星接近3:2的共振，但不完全在一個共振中，這一事實表明它們過去曾處在一個共振之中。但是，它們隨後將經歷同步遷移並遠離共振。根據哈拉（Hara）所說，這並不是該系統可以告訴我們的全部。
他說：「此外，當前從3:2開始的周期比率包含大量信息。一方面使用這些值，另一方面使用潮汐效應模型，我們可以在以後的研究中約束行星的內部結構。總而言之，系統的當前狀態為我們探究其形成提供了可能性。」
我們越是了解這種多行星系統以及其他類似的系統，就越能了解像我們太陽系這樣的恆星系統是如何形成的。這些以及其他有關行星系統形成和演化問題的答案將使我們更進一步地了解生命如何出現（甚至是到哪裡尋找它！）。
