科学家发现像棉花糖一样轻盈蓬松的巨大行星

银河系可以抛出一些奇怪的曲线球,但在1,232光年外发现的系外行星是迄今为止最奇怪的行星之一。

它是WASP-193b,虽然它比它大近50%木星,它是如此轻盈蓬松,以至于它的整体密度可与棉花糖相媲美。它只是地球密度的1%以上的一根头发。这是绝对的蒲公英泡芙球一个世界......如果蒲公英泡芙球可以是一颗行星。

并非闻所未闻,像WASP-193b这样的系外行星是罕见的,它们可以帮助我们更好地了解行星演化,根据天文学家领导的国际团队哈立德·巴尔卡维比利时列日大学。

“WASP-193b是迄今为止发现的第二低密度行星,仅次于开普勒-51d,后者要小得多,”巴尔卡维解释.

“它的极低密度使它成为迄今为止发现的五千多颗系外行星中真正的异常。这种极低的密度无法通过辐照气态巨行星的标准模型来重现,即使在无核结构的不切实际的假设下也是如此。

艺术家对蓬松的棉花糖世界的印象。(美国宇航局/欧空局/STScI)

看看外面所有奇怪而奇妙的世界,不仅让我们将我们的太阳系置于情境中但为行星系统如何形成和演化提供了一个窗口。

靠近恒星的气态巨行星是一个很好的工具,因为我们对行星形成的理解意味着它们必须在其他地方形成并向内迁移。此外,来自恒星的辐射也意味着那么多这些世界正在萎缩.

WASP-193b是一颗系外行星,围绕着一颗名为WASP-193的类太阳恒星运行。这颗恒星的质量大约是太阳的1.1倍,半径是太阳的1.2倍,在温度和年龄上非常接近太阳。但WASP-193b比太阳系的任何行星都更紧密地绕着它的恒星运行:它每6.25天绕恒星旋转一次。

研究这颗恒星的光线如何随着系外行星围绕它旋转而变化,使Barkaoui和他的同事们能够计算出世界的半径质量.它的半径大约是木星半径的1.46倍。但相比之下,它的质量非常小:只有木星的0.139倍。

从这些特性中,研究人员得出了系外行星的密度:每立方厘米0.059克。相比之下,地球的密度5.51 克每立方厘米。木星的密度是1.33 克每立方厘米,这是有道理的——它有很多云。棉花糖的密度每立方厘米0.05克.

“这颗行星太轻了,很难想到类似的固态材料,”来自麻省理工学院的行星科学家朱利安·德·威特(Julien de Wit)。

“它之所以接近棉花糖,是因为两者都几乎是空气。这个星球基本上是超级蓬松的。

显示如何测量径向速度的动画,径向速度是行星影响其恒星光线的方式之一。(艾莉莎·奥伯塔斯/维基共享资源/CC BY-SA 4.0)

很少有其他世界被发现可比密度,但它们提供了一些关于这种蓬松世界如何存在的线索。靠近恒星会加热大气层,使其膨胀,特别是如果该大气层主要是氢气和氦气.

但这样的世界只会在几千万年左右的时间里看起来像WASP-193b,那时这颗恒星更年轻、更热;此外,来自恒星的热量和风可以很快剥离如此脆弱的大气层。

所以这带来了一些问题。这颗恒星被认为有60亿年的历史;虽然可能存在某种机制使WASP-193b的大气层内部热量膨胀,但使用复杂的行星演化模型无法重建观察到的系外行星的特性。

“WASP-193b是一个宇宙之谜。解决这个问题需要更多的观察和理论工作。巴尔卡维。

好消息是,WASP-193b代表了后续研究的绝佳候选者,以了解其大气层是由什么组成的。这是任务之一詹姆斯·韦伯太空望远镜的设计为;只有一个过境观测该团队表示,可以产生一些见解,解释这样一个奇怪的、蓬松的、古老的世界是如何存在于宇宙中的。

本文的一个版本于 2023 年 7 月首次发表,并已重新运行,因为该团队的论文现已发表在自然天文学.

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