2023年发现的12颗惊人的系外行星

汪雨甘捍

艺术家对外星人可能发射无线电信号的系外行星的许多轨道周期、倾角和偏心率的印象。(图片鸣谢:扎伊娜·谢赫)

（）据美国太空网（康纳·菲利）：今年，行星科学家在我们不断增长的5000多颗系外行星目录中增加了许多令人兴奋的新世界。其中有我们从未见过的行星。以下是对2023年一些杰出的系外行星发现的回顾。

1.JWST在遥远的气态巨行星大气中发现重元素



詹姆斯·韦伯太空望远镜发现系外行星斯梅尔特里奥斯的大气出乎意料。(图片来源:美国国家航空航天局/JPL加州理工学院)

今年早些时候，詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测证实了遥远的系外行星HD149026b的大气中存在重元素——碳和氧。这颗行星通常被称为斯梅尔特里奥斯。

这一发现令天文学家感到惊讶，因为来自我们太阳系的气体巨星，如木星和土星，在其大气层中主要只含有氢和氦。一般规律是，行星越大，其大气中的重元素越少。这一发现彻底颠覆了这一想法。

2.TESS发现了轨道周期长、表面温度低的世界



艺术家对TOI-4600系统中两颗行星和恒星的再现。(图片鸣谢:泰迪维克)

美国国家航空航天局的凌日系外行星调查卫星(TESS)为我们的系外行星菜单增加了大约2000个世界，然而，一颗特殊的行星，一颗叫做TOI-4600c的气体巨星引起了行星科学家的注意。

大多数被发现的系外行星都离它们的母星很近，然而，TOI-4600c每482.82天或16个月绕其恒星一周。这使得它成为TESS发现的所有行星中最长的一年。这颗气体巨星的表面温度也很低，为零下110华氏度，即零下78摄氏度。

3.罕见的行星系统有六颗靠近轨道的“亚海王星”



HD110067系统的六大行星。(图片鸣谢:CC BY-NC-SA 4.0，蒂博罗杰/NCCR行星)

距离我们的太阳系只有100光年，科学家们发现了一个行星系统，其中六颗行星的轨道非常靠近它们的母恒星——事实上，如此靠近，以至于所有六颗行星都可以在水星和我们的太阳之间的距离内。

天文学家还认为，行星系统在超过10亿年的时间里保持不变，因为行星的轨道接近完美的数学共振。

4.发现围绕小恒星运行的大质量行星



插图显示了一颗巨大的行星围绕着一颗小恒星运行。(图片来源:宾夕法尼亚州立大学)

在一项挑战行星科学家的可能性概念的研究中，一颗名为LHS 3154 b的巨大系外行星被发现绕着一颗超冷矮星运行，该行星的质量是地球的13倍。

这颗行星的大小类似海王星，而这颗恒星的质量比太阳小九倍。海王星大小的世界和它的母恒星之间的比率，距离51光年，比地球和太阳之间的质量比率大100倍。

5.天文学家捕捉到最长的外行星旅行视频



一幅插图显示了Pictoris b围绕其母星运行。(图片鸣谢:埃索·l·卡尔阿达/n·里辛格)

利用17年的数据，天文学家创建了一个系外行星Beta Pictoris b轨道的时间推移视频，数据被压缩为10秒的镜头，捕捉了该行星围绕其母星运行轨道的75%，需要23个地球年才能完成。

这颗行星位于距离地球64光年的系统中，行星本身的质量是太阳系最大行星木星的12倍。

6.特拉普系统行星类似水星



艺术家对前景中TRAPPIST-1红矮星和TRAPPIST-1 b的印象。(图片来源:蒙特利尔大学benot Gou geon)

JWST中红外仪器(MIRI)的观测发现，特拉普行星系统的两个内行星可能没有大气层。比地球稍大一点的TRAPPIST-1b很可能是一块没有大气层的裸岩，表面温度高达232摄氏度(450华氏度)。

三个月后，该系统的下一颗行星TRAPPIST-1c也有类似的发现。天文学家将这些行星缺乏大气归因于其母星的剧烈活动。

7.笼罩在薄雾中的迷你海王星不同于我们太阳系中的任何东西



艺术家绘制的格利泽1214 b (GJ 1214 b)，一个“迷你海王星”的例子。(图片来源:美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/R .赫特(IPAC))

行星科学家将JWST瞄准了一颗名为Gliese 1214 b的“迷你海王星”行星，发现它被浓密的烟雾或云层包围。Gliese 1214 b最初被证明由于其反射性大气而难以观测，但研究人员认为该行星可能含有大量水蒸气。

然而，这颗48光年远的行星的轨道非常靠近它的母星，所以它的表面不太可能有任何液态海洋。迷你海王星是比海王星小，但比地球大的行星，奇怪的是，它们不在我们的太阳系中。

8.行星上的金属云充当巨大的宇宙镜子



系外行星LTT9779b绕其恒星运行的图示。(图片来源:里卡多·拉米雷斯·雷耶斯(智利大学))

天文学家发现了一颗名为LTT9779 b的系外行星，它反射了来自其母星的80%的光线。相比之下，地球反射30%的光线。这颗超热行星距离地球264光年，由于其大气中金属的比例很高，所以反射性非常强。

这颗行星的宽度是地球的五倍，它赢得了“迄今为止发现的最大的宇宙镜子”的称号。

9.科学家观察到地球正在失去大气层



一位艺术家描绘了一颗炽热的木星喷出大气层，形成一条巨大的气体尾巴(图片来源:美国国家航空航天局/CXC/M .维斯)

天文学家观察到一颗距离地球大约950光年的系外行星，由于距离其母星太近，爆炸式地失去了大气层。这颗行星被称为HAT-P-32 b，质量约为木星的68%，但宽度是太阳系最大行星的两倍。

HAT-P-32距离其母恒星仅320万英里，约为地球和太阳距离的3%，每2.2天完成一次轨道运行。这种接近意味着这颗气体巨星受到其母星辐射的烘烤，从而将HAT-P-32 b归类为“热木星”行星。天文学家从地球上用望远镜监测了HAT-P-32 b的尾部气体尾，它是由从大气层流出的氦形成的。

10.双星系统是双重世界的家园



一个环绕双星的行星的插图，一个围绕着不是一颗而是两颗恒星运行的世界，围绕着它们的质量中心运行。(图片鸣谢:马克·加尔利克/科学图片库/盖蒂图片社)

虽然双星系统中两颗恒星相互围绕轨道运行在宇宙中很常见，但这些系统中不太可能存在行星。这是因为在行星系统的青少年阶段，双星很可能会搅动行星形成盘。已知只有一个这样的双星系统拥有多颗行星，然而，早些年，科学家们发现了另一个围绕一对恒星运行的多行星系统。

天文学家研究了距离地球约1320光年的双星系统TOI-1338，并发现了一颗名为TOI-1338b的环绕双星，围绕TOI-1338的一对恒星运行。在他们测量行星质量的失败尝试中，他们发现了另一颗行星。

11.烧焦的世界有汽化岩石的大气



艺术家的插图热木星轨道接近其母星。(图片鸣谢:Nazarii Neshcherenskyi/Getty Images)

在一个温度达到4350华氏度(2400摄氏度)的星球上，这足以蒸发铁，研究人员确定了大气中丰富的11种化学元素，这表明大气是由岩石形成元素组成的。

这颗炙热的行星距离我们大约634光年，它的温度来自于它离恒星的距离。这颗系外行星被归类为“超热木星”，是一颗巨大的行星，距离其恒星非常近，距离其恒星WASP-76的距离是水星到太阳距离的十二分之一。

12.TESS数据揭示了八个“超级地球”



左边是一颗岩石行星的彩色插图，右边是一颗更大的恒星的一部分。大约四分之三的行星光照面是可见的；另四分之一在阴影中。这颗行星的表面有灰色、橙色和黄色的斑点。大部分橙色和黄色位于直接面对恒星的区域。灰色部分朝向地球的两极和阴影面。行星圆盘的边缘似乎在发光，暗示着稀薄的大气。这颗恒星是明亮的橙黄色，具有类似太阳的湍流外观。根据目前对行星的了解，展示了系外行星55 Cancri e可能的样子。(图片鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局、加空局、达尼·普莱耶(STScI))

根据美国国家航空航天局凌日系外行星调查卫星(TESS)捕捉到的数据，科学家们确定了八颗新的系外行星，它们被认为是“超级地球”，一种比地球大但比海王星小的系外行星。

天文学家对超级地球特别感兴趣，因为它们代表了系外行星数据中的一个空白，即缺乏特定质量的行星。通过识别更多的超级地球，研究人员希望他们能够理解为什么系外行星数据中存在这种差距。