為何存在泡芙行星?

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 17 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

過去幾年透過各式各樣的觀測方法,天文學家找到許多意想不到的系外行星。一種稱為「泡芙行星」的系外行星更顛覆了天文學家對行星的想像,挑戰行星形成的理論。



所謂「泡芙行星」是指質量小於海王星、半徑大於 5 倍地球半徑、大小相當於氣體行星、密度小於每立方公分 0.1g 的超低密度行星,如同蓬鬆的泡芙。由於這類行星的質量小,理論上重力強度無法維持如氣體行星的大氣層,行星形成 1 千年內,大氣層就會在恆星風吹拂下流失殆盡。不過很顯然,這些行星都超過這個歲數了。

(Source:NASA / ESA / G. Bacon / STSCI)

從觀測資料來看,這類行星的大氣並沒有明顯的吸收光譜,同時也相當不透明。最近,普林斯頓大學天文台的天文學家,根據這類行星的大氣透明度資料提出一種解釋。他們認為這類行星大氣有向外流動的氣流,將底層塵埃帶到高層,因此降低大氣的透明度,同時也減緩大氣流失的速度。例如他們對 Kepler 51b 做的模擬,假設每年該行星流失 10-10 倍地球質量大氣,就足以攜帶粒徑 1 奈米的塵埃到大氣高層,並讓觀測到的行星半徑膨脹到 7 倍地球半徑。

目前已在幾顆系外行星觀測到這些特徵,科學家希望能擴大驗證系外行星大氣透明度觀測的理論。如果富含塵埃的大氣在低質量系外行星相當普遍,顯然又會是另一項有待科學家回答的問題。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay