灼热的海王星大小的系外行星TOI

独孤一山隙

灼热的海王星大小的系外行星TOI-1853 b太大了，天文学家无法解释

（）据美国太空网（查尔斯·蔡）：天文学家意外地发现了迄今为止最重的类海王星行星——质量是太阳系海王星的四倍多——然而世界如何形成仍然是个谜。

在质量相当于地球的岩石行星和质量超过地球300倍的气态巨行星木星之间，存在着质量只有地球17倍的海王星大小的世界。先前的研究发现，海王星大小的行星表现出很大的多样性，从覆盖着厚厚的氢和氦大气的冰冷世界，如我们知道和喜爱的海王星，到由大量水或包裹在较薄大气中的岩石束组成的非常致密的行星，如系外行星HD 95338 b，TOI-849 b和TOI-2196 b。

在这项新的研究中，天文学家研究了TOI-1853，这是一颗橙色的矮星，质量和直径约为太阳的80%。TOI-1853位于博尔特星座，距离地球约544光年。利用美国宇航局的过境系外行星调查卫星(TESS)，他们发现了一颗围绕他们命名为TOI-1853 b的恒星的系外行星。

这颗新发现的行星离它的恒星的距离是地球到太阳距离的50倍，完成一次轨道运行只需要30个小时，而不是地球需要365天。这颗行星非常靠近它的主恒星，这也使它达到了2200华氏度(1200摄氏度)的高温。

这颗新发现的行星的直径大约是地球的3.46倍，比海王星略小，海王星大约是地球的3.8倍。然而，通过使用拉帕尔马岛上的伽利略国家望远镜来测量TOI-1853 b对其恒星的引力，科学家们估计这颗系外行星的质量大约是地球的73倍。这意味着它的质量几乎等于土星的质量，土星的质量大约是地球的95倍。

总而言之，TOI-1853 b的密度是海王星的六倍，是地球的两倍。这使得它成为迄今为止密度最大的海王星大小的行星。

“我们的结果是系外行星研究不断带来惊喜的又一个证明，”该研究的主要作者，罗马大学的天体物理学家卢卡·纳波涅罗告诉Space.com。“在首次发现几十年后，我们仍在寻找真正独特的世界。能够成为这一旅程的一部分令人激动。”

“TOI-1853 b的发现意味着大行星可能有惊人数量的重元素，比以前认为的要多得多，”Naponiello补充道。“海王星行星显示出惊人的密度和成分变化，但我们不相信它们会如此紧凑。”

在很大程度上，像TOI-1853 b这样围绕恒星运行的系外行星要么是直径不到地球两倍的岩石行星，要么是所谓的热木星，即直径超过地球10倍的气态巨行星。神秘的是，科学家们只发现了几颗热海王星，如TOI-1853 b，这种现象被称为“热海王星沙漠”。

纳波涅罗说，传统的行星形成理论认为TOI-1853 b不应该存在。他解释说，但事实清楚地表明，行星形成的一种可能性是，它是由“像超级地球这样的大型原行星之间”的碰撞灾难性地诞生的。“这些巨大的撞击会带走部分原始大气和水，留下大部分岩石。如果是这样的话，TOI-1853b很可能在不太远的地方有一个兄弟。”

如果天文学家最终没有在附近找到TOI-1853 b的兄弟姐妹，对该行星起源的另一种可能的解释是，它是一颗在高度“偏心”或椭圆形轨道上的巨大行星。这将导致与它的恒星的定期近距离接触，导致世界失去大部分大气层，并留下一个致密的核心。随着时间的推移，这些恒星的飞越也可能最终使行星的轨道变得不那么偏心，这解释了轨道目前的圆形形状。

研究人员认为，TOI-1853 b可能大部分是岩石，被一小层氢和氦包围，最多占地球质量的1%。另一种可能性是，TOI-1853 b可能由大约50%的岩石和50%的水组成。Naponiello说，如果这是真的，这将意味着它的大气中可能富含水蒸气，这是由于这颗行星的极热。

纳波涅罗说，为了真正弄清楚TOI-1853 b的成分，科学家们必须分析它的大气。然而，这将很可能被证明是困难的，即使有美国宇航局非常强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜，因为“我们预计它的大气层非常稀薄，如果存在的话，”他说。

“了解这个星球的性质肯定会很有挑战性。”

科学家们在8月30日的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。