天文学家发现WASP

哈耶萨鲁亚源

WASP-193?b作为一个精细的大气表征目标。a、 WASP-193单个JWST/NIRSpec/Prism渡越注入回收试验的合成透射光谱模型和最佳拟合模型?b.模型和测试是用TIERRA管道生产的。b、 检索到的关键行星特性的后验概率分布表明，一次JWST访问可以对主要大气特性和行星质量产生约0.1以内的约束?dex和~1%。红线表示生成合成光谱时使用的真实值。MR是体积混合比，P0是与参考半径相对应的参考压力。来源：《自然天文学》（2024）。DOI:10.1038/s41550-024-02259-y

据列日大学：由列日大学EXOTIC实验室的研究人员领导的一个国际团队，与麻省理工学院和安达卢西亚天体物理研究所合作，刚刚发现了WASP-193b，这是一颗围绕遥远的类太阳恒星运行的超低密度巨行星。

这颗距离地球1200光年的新行星比木星大50%，但质量小7倍，密度极低，堪比棉花糖。

ULiège EXOTIC实验室的博士后研究员、发表在《自然天文学》上的这篇文章的第一作者Khalid Barkaoui解释道：“WASP-193b是迄今为止发现的密度第二低的行星，仅次于更小的开普勒-51d。”。

“它的极低密度使其成为迄今为止发现的5000多颗系外行星中的一个真正的异常。这种极低密度无法用受辐射气态巨星的标准模型再现，即使在无核结构的不切实际假设下也是如此。”

这颗新行星最初是由行星广角搜索组织（WASP）发现的，该组织是学术机构的国际合作组织，共同运营着两个机器人天文台，一个在北半球，另一个在南半球。每个天文台都使用一系列广角相机来测量整个天空中数千颗恒星的亮度。

在2006年至2008年以及2011年至2012年的数据中，WASP南方天文台探测到WASP-193恒星的周期性凌日或光线下降。天文学家确定，这颗恒星的亮度周期性下降与每6.25天有一颗行星从其前方经过一致。科学家们测量了行星每次凌日时阻挡的光量，从而估计了行星的大小。

该团队当时使用位于智利阿塔卡马沙漠的TRAPPIST South和SPECULOOS South天文台——由ULiège的FNRS研究主任兼天体物理学家Micha?l Gillon指导——测量不同波长的行星信号，并验证食光物体的行星性质。

最后，他们还使用同样位于智利（ESO）的HARPS和CORALIE光谱仪收集的光谱观测来测量这颗行星的质量。

令他们非常惊讶的是，累积的测量结果显示，这颗行星的密度极低。他们计算出，它的质量和大小分别约为木星的0.14和1.5。所得到的密度达到约0.059克/立方厘米。

相比之下，木星的密度约为每立方厘米1.33克；而地球是更大的5.51克每立方厘米。棉花糖是密度最接近这个新的膨胀星球的材料之一，其密度约为每立方厘米0.05克。

麻省理工学院（MIT）教授、合著者Julien de Wit说：“这颗行星太轻了，很难想象出类似的固态材料。”。“它之所以接近棉花糖，是因为两者都是空气。这个星球基本上是超级蓬松的。”

研究人员怀疑，这颗新行星主要由氢和氦组成，就像银河系中的大多数其他气态巨星一样。对于WASP-193b来说，这些气体可能形成一个巨大膨胀的大气层，比木星自身的大气层延伸数万公里。行星究竟是如何膨胀到如此之大，这是一个现有的行星形成理论都无法回答的问题。这当然需要在行星内部深处大量储存能量，但其机制的细节尚不清楚。

安达卢西亚天体物理研究所（IAA-SIC，西班牙格拉纳达）的天文学家Francisco Pozuelos补充道：“我们不知道在我们目前掌握的所有形成理论中，把这颗行星放在哪里，因为它是所有理论中的一个异类。我们无法解释这颗行星是如何形成的。更仔细地观察它的大气层将使我们能够限制这颗行星的进化路径。”。

Barkaoui总结道：“WASP-193b是一个宇宙之谜。解决它需要更多的观测和理论工作，尤其是用JWST太空望远镜测量其大气特性，并将其与可能导致如此极端膨胀的不同理论机制进行对抗。”。