系外行星有各种大小和各种密度,从地球或火星等固体岩石行星到哈勃发现的超膨胀行星。现在,使用基特峰国家天文台的 WIYN 3.5 米望远镜的研究人员已经确定了一颗膨胀的、低密度的“棉花糖”行星,它围绕着一颗凉爽的红矮星运行。 TOI-3757 b 位于 580 光年外,是迄今为止发现的围绕此类恒星运行的密度最低的气态巨行星。
红矮星是银河系中最常见的恒星类型,比我们的太阳更冷,但它们会发出强大的辐射耀斑,用紫外线轰击附近的行星。这些耀斑可以剥离行星的大气层,因此人们认为不太可能找到围绕这些恒星运行的蓬松气体巨星。
![由美国宇航局资助的 NEID 径向速度仪器在基特峰国家天文台的 3.5 米 WIYN 望远镜上检测到一颗具有棉花糖密度的气态巨系外行星 [右] 在围绕一颗凉爽的红矮星 [左] 的轨道上, NSF NOIRLab 的一个项目。这颗名为 TOI-3757 b 的行星是迄今为止在此类恒星周围发现的最蓬松的气体巨行星。](https://zhongguo.eskere.club/wp-content/uploads/2022/10/noirlab2225a1.jpg?fit=720%2C405&p=1)
“传统上认为,围绕红矮星的巨行星很难形成,”卡内基科学研究所的首席研究员 Shubham Kanodia 在一份声明中说。 “到目前为止,这只是通过多普勒调查的小样本来研究的,这些样本通常会发现离这些红矮星更远的巨行星。到目前为止,我们还没有足够大的行星样本来以稳健的方式找到靠近的气体行星。”
研究人员认为,这颗不寻常的行星之所以能够形成,是因为它的恒星组成和轨道。这颗恒星的较重元素含量异常低,这可能导致行星核心的形成速度比典型的要慢,使其吸收气体缓慢并导致其密度低。这颗行星的轨道似乎也是椭圆形的,这意味着它有时会比其他时候更靠近恒星,这会使行星变暖并导致其大气层进一步膨胀。
目前的估计表明,这颗行星的平均密度为每立方厘米 0.27 克,不到土星密度的一半——“或者实际上,密度与棉花糖相似”,正如 NOIRLab写道。
研究人员计划使用詹姆斯韦伯太空望远镜对这颗行星进行更多观察,特别是观察它的大气层。他们计划寻找其他类似的行星。
卡诺迪亚说:“发现更多具有巨行星的此类系统——曾经被认为在红矮星周围极为罕见——是我们了解行星如何形成的目标的一部分。”
该研究发表在《天文学杂志》上。