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580光年外,天文学家发现极端热木星,密度低至离谱

发布时间:2022-10-24 10:12 所属栏目:16 来源:互联网
导读:在人类已知的行星中,按照形态可以大致分为两类气体行星和岩石行星。 顾名思义,岩石行星就是拥有固态表面的天体,比如太阳系的水星、金星、地球和火星;气体行星指的是不以固体成分为主体的行星,比如木星、土星、天王星和海王星。在宇宙中,系外行星也都属
  在人类已知的行星中,按照形态可以大致分为两类——气体行星和岩石行星。
 
  顾名思义,岩石行星就是拥有固态表面的天体,比如太阳系的水星、金星、地球和火星;气体行星指的是不以固体成分为主体的行星,比如木星、土星、天王星和海王星。在宇宙中,系外行星也都属于这两类,目前没有液体或其他类型的行星被发现。
 
  虽然名叫气体行星,但它们并非全部的结构都是气体。虽然它们主要由氢和氦构成,但在极其浓厚的大气层下方,这些原本是气体的物质就会被压缩成液体。再往核心处看,氢甚至已经被挤压成了离子,这里的密度也非常高。因此,气体行星是不可能利用飞行器穿越的,而且由于内部的特殊结构,它们的密度也远高于正常的气体密度。
 
  以木星为例,它的体积是地球的1316倍,质量是地球的318倍,算下来其密度大约是每立方厘米1.33克,其实是比常态的水还要重的。太阳系内密度最小的行星是土星,仅有0.687克/立方厘米。也就是说,如果有足够大的海洋,把整个太阳系扔进去,只有土星能漂起来。
 
  然而,如果把土星和一颗名叫TOI-3757b的系外行星相比,它的密度就小巫见大巫了。
 
  TOI-3757b位于距离我们580光年的御夫座方向,是美国宇航局的TESS卫星利用凌星法发现的。通过它对宿主恒星的影响,天文学家可以判断它的质量和体积。研究表明,它的体积比木星还要巨大,但质量仅有地球的85倍,还不如土星。这么算下来,它的密度竟然只有每立方厘米0.27克!
 
  这个密度不仅仅是“小”那么简单,而且还突破了天文学家的理论!
 
  根据观测,它围绕宿主恒星公转一圈只需要3.43个地球日,这意味着它和恒星之间离得非常近。而且它的宿主恒星是一颗红矮星,辐射非常强,按理说早就应该把它的气体吹散了,或者说它根本就不应该存在于这里。
 
  卡内基科学研究所地球和行星实验室的行星天文学家Shubham Kanodia提出了两点猜想:
 
  第一,可能是它的轨道偏心率太大,只有在近恒星点的时候才会被加热,以至于热胀冷缩,变得如此蓬松,在远处就可以保持相对正常的状态;
 
  第二,气态行星形成的早期,也有一个岩石的内核,通过引力吸积周围的物质。但这颗行星所处的环境没有那么多重的元素,因此岩石核心的形成速度比较慢,导致气体吸积的过程延长,所以密度这么低。
 
  还有天文学家推测:或许我们观测到的不只是行星本身,还有行星环,以至于高估了行星的体积。实际上TOI-3757b的体积可能比我们观测到的要小得多,相对应的,其实际密度也比现在算出来的要大得多。但Kanodia指出,它和宿主恒星之间的距离太近,是无法拥有行星环的,这个理论不成立。
 
  Kanodia指出:人类还需要发现更多类似的蓬松的系外行星,只有获得足够多的研究样本,才有可能取得一定的研究成果。

(编辑:ASP站长网)

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