当16世纪初，哥白尼提出日心说之前，地球一直被认为是宇宙的中心。因为我们的祖先站在地球的视角，观察到的是日月星辰围绕地球转动的图景。到了开普勒和伽利略提出了支持日心说的证据后，人们开始意识到太阳可能是世界的中心。而直到20世纪20年代哈勃观测到河外星系，人们才意识到不仅太阳系不是宇宙的中心，连银河系也不是，宇宙很可能没有中心。虽然，地球和太阳系不是宇宙的几何中心，但是它们作为人类的栖息地，在生命起源和人类繁衍方面有着难以撼动的中心位置。随着上个世纪90年代第一颗系外行星的发现，天文学家开始寻找第二个地球以及第二个太阳系，来验证地球和太阳系在生命繁衍的意义上是否具有独特地位。

图1 太阳系示意图（图源：维基）
目前的技术虽然离探测第二个地球尚有一段距离，但是已经足够成熟到可以发现与木星、土星、天王星和海王星等冷巨行星类似的系外行星，我们统称这些行星为类木星。虽然视向速度法通常被用来发现类木星，但是它只能给出类木星的质量下限，也不能完全确定类木星的轨道。因此，目前严格意义上的类木星不到5颗。相比于视向速度方法，天体测量法（测量行星对恒星位置的扰动）可以获得恒星在天球运动的二维信息，并完全确定系外行星的质量和轨道。2016年开始运转的Gaia卫星可以测量恒星的位置到几十微角秒（或2.8x10^-8 度），并将探测到近万颗类木星。

图2 类太阳系示意图（图源：AAS Nova）
最近，李政道研究所的李政道****冯发波所带领的国际团队通过结合Gaia卫星和其先导卫星Hipparcos的天体测量数据确认了GJ 777 b为最接近木星质量的类木星，大约为两倍木星质量。通过类木星冷却模型的估算，GJ 777 b的温度在123到176开尔文之间，与木星134开尔文的温度相当，是目前与木星最相似的系外行星。并且，GJ777b与宿主恒星的角距离是0.25角秒，将成为未来空间望远镜如JWST和WFIRST通过直接成像对类木星的大气和内部结构研究的重要目标。
在谈及此次发现时，李政道****冯发波激动地说，“当Gaia 数据释放的时候，有很多团队都在尝试利用Gaia的高精度天体测量数据来探测系外行星。相比于其他团队，我们团队充分利用了Hipparcos和Gaia相隔24年的对恒星位置和自行的测量差异探测到了只有0.2个毫角秒的来自GJ 777 b的天体测量信号，这为大规模探测类木星开启了一个新的窗口”。
本工作通过利用Hipparcos与Gaia长达24年的观测间隔并结合视向速度数据，还对其他7颗褐矮星和红矮星的质量和轨道给出了严格限制。视向速度数据包括来自于美国Lick天文台的APF和安装于Keck望远镜的HIRES高精度光谱仪以及其他已经公开的视向速度和天体测量星表数据。在李政道****冯发波、卡耐基研究所的Paul Butler和Alan Boss教授、Lick天文台的Steven Vogt和Bradford Holden教授、NASA JPL的Jenniffer Burt博士、美国自然历史博物馆的Rebecca Oppenheimer教授、英国赫特福德大学的Hugh Jones教授以及埃克塞特大学的Mark Phillips博士的共同努力下，该成果发表在英国皇家天文学会的Monthly Notices of the Royal Astronomical Society杂志上，对于利用天体测量和视向速度的方法探测第二个太阳系有着重要意义。
原文链接：https://doi.org/10.1093/mnras/stab2225