上個月，天文學家宣布首次發現多顆行星繞一顆恆星運行。二元恆星系統包括圍繞公共點旋轉的兩顆恆星，非常常見 - 大約一半的太陽大小的恆星被認為是雙星系統的成員。但僅在2011年，天文學家才報導了第一個確認的二元系統實例，即使是一顆行星。新發現的系統名為Kepler 47，由一顆大約有太陽大小的恆星和一顆由兩顆行星環繞的小伴星組成。
之所以花費這麼長時間才能找到圍繞雙星的系外行星，並不是因為它們很少見，而是因為我們很難從地球的有利位置看到它們。克卜勒47發現的數據來自克卜勒太空望遠鏡，它繞太陽而不是地球運行，因此我們的星球不會阻擋它的視線。該太空船的任務是在太陽周圍的可居住區尋找行星，希望科學家能夠更好地了解有多少系統擁有可以支撐生命的行星。
克卜勒通過測量一顆恆星亮度的微小變化來探測系外行星，這顆恆星的亮度是由一個身體在它前面通過而引起的，就像金星在六月見證的 過境一樣。因此，克卜勒只能找到其軌道與其視線對齊的行星。否則行星不會從望遠鏡的角度改變恆星的光線。因此，科學家們可以找到他們能找到多少這樣的系統; 遙遠的星星不安排自己提供更好的視野。加州大學聖克魯茲分校的天體物理學家丹尼爾·法布裡奇（Daniel Fabrycky）和該論文的作者之一 宣稱這一發現，他說，「一句話就是沒有什麼特別之處;行星也可以圍繞雙星形成。」
對天體運動的任何描述都始於經典物理學 - 特別是牛頓萬有引力定律。這項法律描述了另一個人對一個身體施加的力量。它表示力與物體的質量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。因為力等於質量乘以加速度，所以可以使用這兩種不同的力描述來編寫微分方程系統，該系統將描述任意數量的物體的運動。描述它們的運動的問題被稱為n體問題，其中n表示系統中的主體數。一旦給出了一堆物體的質量和速度，實際上並不太難以推導出方程式。但只有2體問題才能得出明確的答案。n的其他值的解必須通過數值方法找到，這導致任意精確的近似，而不是通過找到方程的通用解。
具有兩個軌道行星的雙星系統是一個4體問題。但是，法布裡奇說，在克卜勒-47的情況下，這兩個行星比兩個太陽小得多，它們的質量可以假設為零。因此，對於兩顆恆星來說，4體問題變為2體問題，因為行星不會非常牽扯它們。這個2體問題的解決方案是每顆恆星圍繞兩個物體的質心處於橢圓軌道。這些軌道被描述為克卜勒，因為約翰內斯克卜勒 - 這位宇宙飛船被命名的文藝復興天文學家 - 首先注意到我們太陽系中的行星有橢圓軌道，而不是圓形軌道。
（左圖是圍繞質心，橢圓軌道的兩顆相似大小的恆星的模擬，紅十字。來源：Wikimedia Commons / Zhatt）
然而，在克卜勒47系統中，兩顆恆星的軌道幾乎是圓形的，恆星非常靠近。它們的軌道長度約為7.5天，相距僅約1300萬公裡。（透視，大約是太陽和水星之間平均距離的四分之一。）研究人員使用都卜勒光譜測定這些參數，測量發射光以確定較小的身體如何在較大的身體上施加重力。
為了模擬行星軌道，研究人員使用數值模型找到最適合克卜勒採集的行星傳輸數據的軌道。內行星需要大約49.5天的時間才能繞恆星運行，離它們只有大約4400萬公裡; 外行星需要大約303天，離地球離太陽很遠。這使得克卜勒47的外行星處於可居住的地區，那裡可能存在液態水。有了這樣的位置，外星球可能會想起星球大戰世界塔圖因，但研究人員說，這個星球可能是一個天然氣巨頭，這對地球般的生活來說並不是一個好客的環境。但法布裡基指出，如果你在一個透過外星球大氣層的熱氣球中，雙重日落可能看起來像星球大戰中的東西，兩個太陽在地平線上非常靠近。如果這個星球有月亮，那麼它有可能支持生命。
橢圓是行星路徑的良好近似，但它們並不完美，因為作用於世界的引力不是直接來自兩顆恆星的質心。法布裡奇說，「它們幾乎都在橢圓形上，但是由於星星在彼此周圍跳舞，它們會在它周圍擺動。」 隨著時間的推移，這些力將導致行星的軌道 - 因此這個遙遠的太陽系的形狀發展。Fabrycky說，系統只需要一個世紀的時間就能大幅改變。（相比之下，在我們的太陽系中，這些變化需要數萬年的時間。）
展望未來，天體物理學家繼續使用望遠鏡尋找可能適合居住的行星，運用克卜勒定律來描述它們的運動。Fabrycky預計，在未來幾年內，研究人員將在單星系統和多星系統中宣布更多的外行星發現。天文學家希望克卜勒能幫助他們找到關於我們宇宙的大問題的答案。所有雙星系統都是平面的嗎？什麼不同的過程產生行星？當然，那裡還有其他人嗎？