科技INF 22-10-23 14:40
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【天文学家在距离地球约580光年的地方发现一个“棉花糖”世界】
通过利用亚利桑那州基特峰国家天文台的WIYN 3.5米望远镜,天文学家观测到了一颗不寻常的木星状行星,它围绕着一颗冷红矮星运行。这颗行星位于距地球约580光年的御夫座,被确认为TOI-3757 b,是迄今为止在红矮星周围探测到的密度最低的行星,估计其平均密度类似于棉花糖的密度。

卡内基科学研究所地球和行星实验室的研究员、发表在《天文学杂志》上的一篇论文的第一作者Shubham Kanodia说道:“传统上认为红矮星周围的巨行星很难形成。到目前为止,这只是通过多普勒测量的小样本进行研究,这些测量通常是在离这些红矮星更远的地方发现巨行星。直到现在,我们还没有足够大的行星样本,从而以强有力的方式找到近距离的气体行星。”

围绕着TOI-3757 b仍有未解之谜,其中最大的谜团是一颗气态行星如何在红矮星周围形成,特别是这样一颗低密度的行星。然而,Kanodia的团队认为他们可能有一个解决这个谜团的办法。

他们提出,TOI-3757 b的超低密度可能是由两个因素造成的。第一个因素跟该行星的岩石核心有关。研究人员认为气态巨行星开始时是巨大的岩石核心,其质量约为地球的10倍,在这一点上,它们迅速拉入大量的邻近气体并形成我们今天看到的气态巨行星。TOI-3757b的恒星跟其他带有气态巨行星的M-矮星相比,重元素的丰度较低,而这可能导致岩心形成得更慢并推迟了气体吸积的开始,因此影响了行星的整体密度。

第二个因素可能是这颗行星的轨道,它被初步认为是略带椭圆的。有些时候,它比其他时候更接近它的恒星,并导致大量的过量加热,进而可能引发行星的大气膨胀。

NASA的凌日系外行星探测卫星(TESS)最初发现了这颗行星。Kanodia的团队随后使用地面仪器进行了后续观测,包括NEID和NESSI及怀俄明州的Red Buttes天文台。

TESS测量了这颗行星TOI-3757 b在其恒星前的交叉点,这使得天文学家得以计算出这颗行星的直径约为15万公里或约只比木星的直径略大。这颗行星仅用3.5天就完成了围绕其宿主恒星的完整轨道,这比太阳系中最近的行星--水星--少了24倍,后者需要大约88天才能完成。

然后,天文学家们利用NEID和HPF来测量这颗恒星沿视线的表观运动,也被称为它的径向速度。这些测量结果提供了该行星的质量,经计算,其质量约为木星的1/4或地球质量的约85倍。知道了它的大小和质量,Kanodia的团队就可以计算出TOI-3757 b的平均密度为每立方厘米0.27克,这将使它的密度不到土星(太阳系中密度最低的行星)的一半,约是水的密度的四分之一(意味着如果把它放在一个装满水的巨大浴缸里,它会漂浮起来),或密度类似于棉花糖。

发布于 山东