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一些超級膨脹的系外行星可能是類似土星的環狀世界

系外行星


一些超級膨脹的系外行星可能是類似土星的環狀世界


圖示：HIP 41378 f是一顆圍繞f型恒星運行的氣態巨行星 。它的質量是0.233木星 ， 繞恒星一周需要3年時間 。它的發現于2016年宣布 。來源：美國國家航空航天局
據《大眾科學》（布里利·劉易斯）：在我們的太陽系之外，有一系列不同于我們在太陽周圍看到的行星 。在宇宙糖果店里，有Ring Pops（土星的不那么壯觀的版本），Hot Tamales（類似木星的行星靠近恒星并熾熱），甚至還有棉花糖行星（巨大的蓬松氣體巨星 ， 其密度實際上與你吃的棉花糖相當?。?。
這些密度極低的棉花糖系外行星——被稱為超級膨脹行星——對于試圖弄清楚行星是如何形成的天文學家來說是一個大難題 。而且，根據新的研究，其中一些行星實際上可能并不那么膨脹 。
耶魯大學天文學家Tiger Lu是這項新工作的主要作者，他說：“很難形成如此蓬松的行星 。氣體行星形成的標準觀點是，行星從巖石核心開始，然后重力吸引并吸積周圍的氣體……事實證明，在這個標準模型中，幾乎不可能吸積足夠的氣體來創造這些棉花糖般世界所需的氣體與巖石的比例 ?！?br>靠近恒星的超級膨脹可能是恒星加熱行星大氣層并使其變得蓬松的結果 。但是，有一些奇怪的超級氣泡離它們的恒星太遠，這種加熱無法發揮作用 。一個例子是HIP-41378 f行星，這是一顆氣體巨星，圍繞著一顆距離地球約350光年的近乎太陽的恒星運行了三年 。陸解釋說：“對于這個世界來說，任何一種公認的喘息機制都是不可能的 ?！?。
值得注意的是，棉花糖世界的超低密度來自對凌日深度的測量，凌日深度是指行星從恒星前方經過時阻擋的光量 。這個數量與行星的大小成正比——更大的行星阻擋更多的光，反之亦然 。但是，如果這顆行星實際上并沒有那么大，而且還有其他東西擋住了光線呢？
堪薩斯大學天文學家Yoni Brande解釋說：“在我們太陽系中足夠大的行星中，環和衛星都很常見 ?！彼麤]有參與這項新研究 ?！澳敲矗覀優槭裁床辉囍纯此麄兡芊窠忉屛覀円呀浾莆盏囊恍┢婀值南低庑行菙祿?？”
LU的研究表明，HIP-41378 f被重力踢翻，使其向側面傾斜，方便地使環對我們可見，從而使行星在凌日時看起來更大 。陸說：“如果地球沒有傾斜，我們會看到這些薄環的邊緣，幾乎看不見它們 ?！?。
有趣的是，非?？拷阈堑男行遣豢赡芤酝瑯拥姆绞絻A斜，這意味著這些特殊的超級膨脹可能是由更傳統的加熱而不是環的想法來解釋的 。陸補充道：“因此，超級煙團離宿主恒星越遠，環假說就越有可能成立 ?！?。

一些超級膨脹的系外行星可能是類似土星的環狀世界


土星大氣變化 。圖片來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室
不過，這些光環不會像土星標志性的光環那樣壯觀 。為了解釋HIP 41378 f的觀測結果 ， 你只需要土星環大小的一半左右 。此外，土星環是冰冷的，這使得它們閃閃發光，形成了我們所知道和喜愛的可識別的環狀行星 。另一方面，HIP 41378 f位于其宇宙鄰域中更溫暖的部分，使其環更可能是巖石的，因此不那么明亮和令人興奮 。
與天文學的大多數領域一樣，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）可能會在這里產生巨大影響 。作者提出 ， JWST實際上可以在未來幾年內檢驗這個特殊的超級煙團實際上是一個環狀的、不那么蓬松的行星的假設 。在其他恒星周圍也有更多的超級煙團觀測，以幫助解開這些奇怪的系外行星的謎團 。布蘭德補充道：“雖然我認為JWST還沒有計劃對HIP 41378 f進行任何觀測 ， 但已經觀測到了其他一些類似的超級煙團行星，這些結果應該很快就會公布 ?！?。