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位于狹小軌道上的“熱海王星”

熱海王星


位于狹小軌道上的“熱海王星”


藝術家的“熱海王星”概念圖TOI-3261 b 。來源：美國國家航空航天局/加州理工大學噴氣推進實驗室/K.Miller（加州理工學院/IPAC）
據美國國家航空航天局（作者：Grace Jacobs Corban）：一顆海王星大小的行星TOI-3261b圍繞其主星形成了一個非常近的軌道 。這顆行星是迄今為止發現的第四顆此類天體，它可以揭示這些行星是如何形成的線索 。
關鍵事實
一個國際科學家團隊使用美國國家航空航天局的太空望遠鏡TESS（凌日系外行星勘測衛星）發現了這顆系外行星（我們太陽系外的一顆行星），然后在澳大利亞、智利和南非用地面望遠鏡進一步觀測 。測量結果將這顆新行星直接置于“熱海王星沙漠”中——這是一類成員很少的行星，它們的稀缺讓人聯想到一片荒涼的景觀 。這種類型的系外行星在大小和組成上與我們自己的海王星相似，但軌道與它的恒星非常接近 。在這種情況下，TOI-3261 b上的“年”只有21小時長 。如此緊密的軌道使這顆行星在一個獨特的群體中占有一席之地，到目前為止，只有另外三個成員：超短周期的熱海王星，其質量已被精確測量 。
細節
TOI-3261b行星被證明是測試行星形成新計算機模型的理想候選者 。熱海王星如此罕見的部分原因是，很難在離恒星如此近的地方保持厚厚的氣態大氣 。恒星質量很大，因此會對周圍的物體施加很大的引力，這會剝離附近行星周圍的氣體層 。它們還會釋放出大量的能量，將氣體層吹走 。這兩個因素都意味著 ， 像TOI-3261b這樣的熱海王星可能起源于更大、木星大小的行星，并且已經失去了大部分質量 。
通過模擬不同的起點和發展情景 ， 科學團隊確定這顆恒星和行星系統的年齡約為65億年，這顆行星最初是一顆更大的氣態巨星 。然而，它可能以兩種方式失去質量：光蒸發，當恒星的能量導致氣體粒子消散時，以及潮汐剝離，當恒星引力剝離行星上的氣體層時 。這顆行星也可能在離恒星更遠的地方形成 ， 在那里，這兩種影響都不那么強烈，使其能夠保留大氣層 。
這顆行星最有趣的特征之一是其剩余的大氣層，這可能會引發進一步的大氣分析 ， 也許有助于解開“熱海王星沙漠”中這個居民的形成歷史 。TOI-3261b行星的密度大約是海王星的兩倍，表明其大氣層中較輕的部分隨著時間的推移被剝離，只留下較重的部分 。這表明，這顆行星的大氣層中一定有各種不同的元素，但在現階段 ， 很難準確說出是什么 。這個謎團可以通過在紅外光下觀察這顆行星來解決，也許可以使用美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡——這是一種理想的方法，可以看到這顆行星大氣中不同分子的識別指紋 。這不僅有助于天文學家了解TOI-3261b的過去，還將開始揭示所有熾熱巨行星背后的物理過程 。
有趣的事實
首次發現超短周期熱海王星LTT-9779 b是在2020年 。從那時起，TESS發現的TOI-849 b和TOI-332 b也加入了精英超短周期熱海王星俱樂部（質量已被精確測量） 。LTT-9779 b和TOI-849 b都在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的紅外觀測隊列中，這可能會在未來幾年擴大我們對這些行星大氣的理解 。
發現者
由南昆士蘭大學天文學家Emma Nabbie領導的一個國際科學小組于2024年8月在《天文學雜志》上發表了關于這一發現的論文，題為“在炎熱的海王星沙漠中生存：超熱海王星TOI-3261 b的發現” 。