研究表明：像棉花糖一樣，密度極低的系外行星，很可能有光環！

2020-10-18 博科園

文章來自：博科園官網（www.bokeyuan.net）

根據卡內基大學的安東尼·皮羅和加州理工學院的史瑞亞斯·維薩拉加達在《天文學》期刊上發表的一項新研究，一些密度極低的「棉花糖」系外行星被稱為超級泡芙，實際上可能有光環，也許就像土星光環一樣。超級泡芙以其質量半徑非常大而引人注目，這將使它們的密度看起來低得令人難以置信，就像棉花糖一樣。這些命名可愛的天體，自從第一次被發現以來就一直讓科學家們感到困惑。

因為它們不同於我們太陽系中的任何行星，它們挑戰了我們關於遙遠行星可能是什麼樣子的想法。天文學家開始想，如果這些行星一點也不像棉花糖那樣輕盈怎麼辦，如果超級泡芙看起來這麼大，是因為它們實際上被戒指包圍了怎麼辦？在我們的太陽系中，所有氣態和冰態巨行星都有光環，最著名的例子就是土星的壯觀光環，但天文學家很難發現圍繞遙遠恆星運行的環狀行星。

系外行星的半徑是在凌日期間測量的，即當系外行星在其主恆星前面交叉時，導致恆星的光線下降。凹陷越大，系外行星就越大。天文學家開始懷疑，如果從遙遠的世界回過頭來看我們，你會認出土星是一顆環狀行星，還是對外星天文學家來說它看起來像是一顆蓬鬆的行星？為了驗證這一假設，研究人員模擬了一顆環狀系外行星在天文學家看來會是什麼樣子，並用高精度的儀器觀察著它在主星面前掠過。

  • （上圖所示）一位藝術家對皮羅和維薩普拉加德環狀行星凌日在其主星前面的模型構思藝術圖，他們使用這些模型來限制哪些已知的超級芙蓉可以用光環來解釋。圖片：Robin Dienel/ Carnegie Institution for Science

天文學家還研究了可以解釋觀測到超級泡芙「棉花糖」系外行星光環物質的類型。研究表明，到目前為止，美國宇航局克卜勒望遠鏡任務發現的超級泡芙中，光環可以解釋部分，但不是全部。這些行星的軌道往往非常靠近宿主恆星，這意味著光環必須是巖態的，而不是冰態。但巖態環的半徑只能這麼大，除非巖石非常多孔，所以並不是每一次超級泡芙系外行星都能滿足這些限制。

有三個超級泡芙「棉花糖」系外行星特別適合製作「戒指」，克卜勒87c和177c以及HIP 41378f。在NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡明年發射之前，後續觀測要證實這項研究是不可能的，因為現有陸基和天基望遠鏡缺乏確認這些遙遠星球周圍是否存在光環的精確度。如果一些超級芙蓉能夠被證實為環形的，這將提高天文學家對這些行星系統是如何圍繞其宿主恆星形成和演化的理解。

博科園｜研究/來自：卡內基科學研究所

參考期刊《天文學》

DOI: 10.3847/1538-3881/ab7192

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