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TESS任务发现了一颗“非常不寻常”的系外行星,它可能是一颗巨

海王星大小的行星可能是更大行星的残余核心。

冰的giant”海王星和天王星的密度比金星和地球这样的岩石类地行星要小得多。在我们的太阳系之外,许多其他海王星大小的行星围绕着遥远的恒星运行,它们的密度似乎同样很低。

现在,美国宇航局的凌日系外行星调查卫星TESS发现了一颗新行星,似乎与这一趋势相反。这颗行星被命名为TOI-849 b,是人们感兴趣的第749颗行星。确定日期。科学家们发现了一颗每18小时围绕一颗750光年远的恒星旋转的行星,并估计它大约比地球大3.5倍,使其成为一颗海王星大小的行星。令人惊讶的是,这个遥远的海王星似乎比地球大40倍,密度也一样。

TOI-849 b是迄今为止发现的最大的海王星大小的行星,也是第一颗密度与地球相当的行星。

这颗新行星的质量是我们的海王星的两倍多,这很不寻常,切尔西·黄是麻省理工学院天体物理与空间研究所的博士后,也是TESS科学团队的一员。想象一下,如果有一颗平均密度为地球质量40倍的行星。想想在这样一颗行星的中心,在那样的压力下会发生什么,真是太疯狂了。

这一发现发表在今天的《自然》杂志上。这项研究的作者包括黄和麻省理工学院TESS科学团队的成员。

抨击木星?

自2018年4月18日发射以来,TESS卫星一直在探测太阳系以外的行星。该项目是美国宇航局的天体物理探测任务之一,由麻省理工学院领导和操作。TESS被设计用来观察几乎整个天空,它每个月绕地球旋转,聚焦于天空的不同区域。当TESS扫描天空时,它会监测来自最亮、最近恒星的光线,科学家们也会寻找恒星光线的周期性变化,这可能是行星从恒星前方穿过的信号。

TESS以恒星光曲线或亮度测量的形式获取的数据首先提供给了TESS科学团队,这是一个由麻省理工学院的科学家领导的国际多研究所的研究小组。这些研究人员首先查看了数据,以确定有希望的候选行星,或感兴趣的TESS对象。这些数据将与TESS数据一起公开分享给广大的科学界,以供进一步分析。

在大多数情况下,天文学家们把寻找行星的重点放在苔丝观察到的最近、最亮的恒星上。然而,黄和她在麻省理工学院的团队最近有了一些额外的时间来查看2018年9月和10月的数据,并想知道是否可以在更暗的恒星中发现什么。果然,他们在750光年外的一颗恒星上发现了大量类似凌日现象,不久之后,他们证实了TOI-849 b的存在。

我们的团队通常不会仔细观察这样的星星,所以这个发现是个愉快的巧合,黄说。

随后用地面望远镜对这颗暗淡的恒星进行的观测进一步证实了这颗行星的存在,也有助于确定它的质量和密度。

黄说,TOI-849的奇特比例正在挑战现有的行星形成理论。

我们真的很困惑这颗行星是如何形成的,黄说。目前所有的理论都不能完全解释为什么它在现在的位置如此巨大。我们不指望行星的质量能达到地球的40倍,然后就到此为止了。相反,它应该会继续膨胀,最终成为一颗气态巨星,就像炽热的木星一样,质量只有地球的几百倍。

为了解释这颗新行星的质量和密度,科学家提出了一个假设:它可能曾经是一颗更大的气态巨星,类似于木星和土星。行星的核心包裹着更大质量的气体,被认为和地球一样稠密。

TESS小组在新研究中提出,随着时间的推移,行星的大部分气体外层可能已经被恒星的辐射炸飞。这不太可能,因为TOI-849 b的轨道非常接近它的主星。它的公转周期只有0.765天,也就是刚刚超过18小时,这使得它暴露在大约2000倍于地球从太阳接收到的太阳辐射之下。根据这个模型,TESS发现的这颗海王星大小的行星可能是一颗质量更大、木星大小的巨星的残余核心。

如果这种情况是真的,那么TOI-849 b是唯一的残余行星核,也是已知存在的最大的气态巨核,黄说。这让科学家们非常兴奋,因为以前的理论无法解释这颗行星。

请阅读首次曝光的行星核心发现更多关于这一发现。

参考文献:在炎热的海王星沙漠中残存的行星核。大卫·阿姆斯特朗等人,2020年7月1日,《自然》。

DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2421 - 7

这项研究的部分资金来自NASA。

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