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  • 研究表明:像棉花糖一样,密度极低的系外行星,很可能有光环

    根据卡内基大学的安东尼·皮罗和加州理工学院的史瑞亚斯·维萨拉加达在《天文学》期刊上发表的一项新研究,一些密度极低的“棉花糖”系外行星被称为超级泡芙,实际上可能有光环,也许就像土星光环一样。超级泡芙以其质量半径非常大而引人注目,这将使它们的密度看起来低得令人难以置信,就像棉花糖一样。这些命名可爱的天体,自从第一次被发现以来就一直让科学家们感到困惑。

    研究表明:像棉花糖一样,密度极低的系外行星,很可能有光环

    因为它们不同于我们太阳系中的任何行星,它们挑战了我们关于遥远行星可能是什么样子的想法。天文学家开始想,如果这些行星一点也不像棉花糖那样轻盈怎么办,如果超级泡芙看起来这么大,是因为它们实际上被戒指包围了怎么办?在我们的太阳系中,所有气态和冰态巨行星都有光环,最著名的例子就是土星的壮观光环,但天文学家很难发现围绕遥远恒星运行的环状行星。

    研究表明:像棉花糖一样,密度极低的系外行星,很可能有光环

    系外行星的半径是在凌日期间测量的,即当系外行星在其主恒星前面交叉时,导致恒星的光线下降。凹陷越大,系外行星就越大。天文学家开始怀疑,如果从遥远的世界回过头来看我们,你会认出土星是一颗环状行星,还是对外星天文学家来说它看起来像是一颗蓬松的行星? 为了验证这一假设,研究人员模拟了一颗环状系外行星在天文学家看来会是什么样子,并用高精度的仪器观察着它在主星面前掠过。

    研究表明:像棉花糖一样,密度极低的系外行星,很可能有光环

    (上图所示)一位艺术家对皮罗和维萨普拉加德环状行星凌日在其主星前面的模型构思艺术图,他们使用这些模型来限制哪些已知的超级芙蓉可以用光环来解释。图片:Robin Dienel/ Carnegie Institution for Science

    天文学家还研究了可以解释观测到超级泡芙“棉花糖”系外行星光环物质的类型。研究表明,到目前为止,美国宇航局开普勒望远镜任务发现的超级泡芙中,光环可以解释部分,但不是全部。这些行星的轨道往往非常靠近宿主恒星,这意味着光环必须是岩态的,而不是冰态。但岩态环的半径只能这么大,除非岩石非常多孔,所以并不是每一次超级泡芙系外行星都能满足这些限制。

    研究表明:像棉花糖一样,密度极低的系外行星,很可能有光环

    有三个超级泡芙“棉花糖”系外行星特别适合制作“戒指”,开普勒87c和177c以及HIP 41378f。在NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜明年发射之前,后续观测要证实这项研究是不可能的,因为现有陆基和天基望远镜缺乏确认这些遥远星球周围是否存在光环的精确度。如果一些超级芙蓉能够被证实为环形的,这将提高天文学家对这些行星系统是如何围绕其宿主恒星形成和演化的理解。

    研究表明:像棉花糖一样,密度极低的系外行星,很可能有光环

    博科园|研究/来自:卡内基科学研究所

    参考期刊《天文学》

    DOI: 10.3847/1538-3881/ab7192

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