下個月 2 月 28 日，七顆行星將罕見地排成一線，水星將加入其他六顆已經在夜空中可見的行星。以下是這對科學家來說為何重要。
今年 1 月和 2 月的晴朗夜晚，您可能會看到一個奇觀。六顆行星——金星、火星、木星、土星、天王星和海王星——目前在夜空中可見。在 2 月底的一個晚上，水星將加入它們，形成罕見的七星連珠，在夜空中可見。
但這樣的事件不僅僅是天文學家的奇觀——它們還可以對我們的太陽系產生真正的影響，並提供潛力以獲得對我們在太陽系中位置的新見解。
我們太陽系的八大行星在同一個平面上繞太陽公轉，但速度各不相同。離太陽最近的水星以 88 天完成一次公轉——行星的一年。地球的一年當然是 365 天，而在高端，海王星需要 60,190 天，也就是大約 165 個地球年，才能完成繞太陽的一次公轉。
行星的不同速度意味著，有時它們中的幾顆可以在太陽的同一側大致排成一線。從地球上看，如果軌道恰好對齊，我們可以同時在夜空中看到多顆行星。在罕見的情況下，所有行星都會排成一線，這樣它們就會沿著黃道（太陽軌跡）一起出現在我們的夜空中。
水星、金星、火星、木星和土星都足夠明亮，肉眼可見，而天王星和海王星則需要雙筒望遠鏡或望遠鏡才能觀測到。
在 1 月和 2 月，我們可以目睹這一事件的發生。行星並沒有完全排成一線，因此由於它們在太陽系中的軌道平面，它們將出現在天空中的弧線上。在 1 月和 2 月的晴朗夜晚，除了水星之外，所有行星都可見——有時稱為行星巡遊。不過，在 2 月 28 日——天氣允許的話——所有七顆行星都將可見，對地面觀測者來說是一場壯觀的景象。
雖然觀察起來很迷人，但這樣的排列對地球有什麼影響嗎？或者它們可能有助於我們更好地了解太陽系乃至更遠的地方？
事實上，米拉德說，「它們恰好處於軌道的這個位置純屬偶然」。雖然一些科學家提出行星排列可能會對地球產生影響，但大多數這些說法的科學依據都很薄弱或根本不存在。
然而，在 2019 年，研究人員提出行星排列可能會影響太陽活動。關於太陽的主要懸而未決的問題之一是是什麼驅動了其在活動高峰期（我們目前正處於其中）和活動最弱時期（太陽活動極小期）之間的 11 年週期。德國德累斯頓-羅斯道夫亥姆霍茲研究中心的物理學家 Frank Stefani 提出，金星、地球和木星的聯合潮汐力可能是答案。
雖然每個行星對太陽的潮汐拉力都極小，但 Stefani 說，當兩顆或多顆行星與太陽排成一線時——稱為合相——它們可能會結合起來在恆星內部引起小旋轉，稱為羅斯比波，從而驅動天氣事件。
「在地球上，羅斯比波引起氣旋和反氣旋，」Stefani 說。「太陽也有同樣的羅斯比波。」Stefani 的計算表明，金星、地球和木星的排列將導致太陽活動的週期性為 11.07 年，幾乎與我們看到的太陽週期長度完全匹配。
並非所有人都對這個想法如此確定，一些人指出太陽活動已經可以僅通過太陽內部的過程來解釋。「觀測證據表明，行星直接導致太陽週期是不會發生的，」德國馬克斯普朗克太陽系研究所的太陽科學家 Robert Cameron 說，他在 2022 年發表了一篇關於這個主題的論文。「沒有任何同步化的證據。」
但是，行星排列還有其他更不易爭議的奇特之處，它們確實對我們產生了影響：它們對科學觀察的有效性，特別是在探索太陽系方面。
用航天器到達外行星很困難，因為這些世界距離地球非常遙遠，有數十億英里，到達需要數十年時間。然而，利用恰當地放置的行星（如木星）的引力來將航天器彈射出去可以大大縮短旅行時間，沒有任何航天器比美國宇航局的旅行者號飛船做得更好。
1966 年，一位名叫 Gary Flandro 的美國宇航局科學家計算出，四顆最外層行星——木星、土星、天王星和海王星——將在 1977 年排成一線，使所有四顆行星都可以在短短 12 年內被造訪，而如果它們沒有對齊，則需要 30 年。這種只有 175 年發生一次的幸運排列導致美國宇航局於 1977 年發射了雙子星旅行者 1 號和 2 號航天器，對外太陽系進行「大巡迴」。
旅行者 1 號於 1979 年飛越木星，1980 年飛越土星，放棄了天王星和海王星，因為科學家們想要飛越土星迷人的衛星土衛六，而如果不破壞彈射效應就無法做到這一點。
但旅行者 2 號利用這種排列造訪了所有四顆行星，成為歷史上唯一一艘造訪天王星和海王星的航天器，分別於 1986 年和 1989 年。
「這非常有效，」美國科羅拉多大學博爾德分校的天體物理學家、旅行者號科學團隊成員 Fran Bagenal 說。「如果旅行者 2 號在 1980 年離開，那麼到達海王星需要等到 2010 年。我不認為它會贏得支持。誰會資助這樣的事情？」
行星排列不僅在我們的太陽系內有用。天文學家利用排列來探測宇宙的許多不同方面，尤其是發現和研究系外行星，即圍繞太陽以外的恆星運行的世界。
發現此類世界的主要方法稱為凌日法：當一顆系外行星從我們的視角經過一顆恆星前方時，它會使恆星的光線變暗，從而可以辨別其大小和軌道。
由於這種方法，我們已經發現了許多圍繞某些恆星運行的行星。特拉普斯特-1 是一顆位於地球 40 光年之外的紅矮星，擁有七顆地球大小的行星，它們都從我們的視角凌日。該系統中的行星實際上彼此共振——意味著最外層的行星每完成三圈內側行星的軌道就完成兩圈軌道，然後是四圈、六圈等。這意味著系統中有多顆行星會在一定時期內排成直線，這在我們的太陽系中不會發生。
利用凌日，我們可以研究這些行星大氣層的存在。「如果一顆帶有大氣層的行星經過一顆恆星前方，那麼這種排列意味著星光會穿過行星，而行星大氣層中的分子和原子會在某些波長下吸收光線，」美國加州理工學院 NASA 系外行星科學研究所的天文學家 Jessie Christiansen 說。
這允許識別不同的氣體，例如二氧化碳和氧氣。「我們大氣層組成分析的大部分歸功於排列，」她說。
更宏偉的排列可以讓我們探測遙遠的宇宙，即星系的排列。觀察早期宇宙中的星系很困難，因為它們太暗淡、太遙遠。然而，如果一個大星系或星系團經過我們與一個更遙遠的早期星系之間的視線，它巨大的引力可以放大更遙遠物體的光線，使我們能夠觀察和研究它，這個過程稱為引力透鏡。
「這些是跨越宇宙尺度的巨大排列，」克里斯蒂安森說。它們被詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等望遠鏡用來觀察遙遠的恆星和星系，例如 Earendel，這是距離地球最遙遠的已知恆星。望遠鏡觀測到的來自恆星的光來自宇宙 137 億年歷史的前 10 億年，並且只有通過引力透鏡才能看到。
然後，還有一些排列的新穎用途，例如探測地外生命的存在，在系外行星彼此經過我們視角的太陽系中。
2024 年，美國賓夕法尼亞州立大學的研究生 Nick Tusay 利用這些排列來尋找特拉普斯特-1 系統世界之間發送的任何溢出通信，例如我們在地球上如何向火星等行星發送信號以與探測器和航天器通信。「任何時候兩顆行星對齊都可能很有趣，」Tusay 說。
這次搜索沒有結果。但是，一個觀察我們太陽系的系外文明可能會使用類似的排列來達到相同目的。雖然這個月的行星巡遊取決於您的觀點——如果您處於正確的角度，我們系統中的任何兩顆行星都可以對齊——但想像另一個人也在另一端觀察並非不可能。
Tusay 說：「也許另一個外星文明可能會將此視為進行自己調查的機會。」