罕見的「棉花糖行星」,大氣成分可能與土衛六相似

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 20 日 14:51 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


行星按照組成有類地行星、氣態巨行星、冰巨行星等分類,但這些都只是宇宙基本款,在太陽系之外,有種極為罕見的「棉花糖行星」,它們幾乎跟木星一樣大顆,但質量僅木星的百分之一,天文學家正在探討這種行星如何形成。最近,哈伯太空望遠鏡的新數據帶來了一些線索。

棉花糖行星的外觀明顯非常浮腫,長得和木星一樣大顆、密度卻極盡之低,不只我們太陽系沒有這種行星,就算放眼全宇宙數量也不多。科學家認為,這種膨脹的行星可能正處於行星演化過程中的短暫過渡階段,它們的大氣將逐漸蒸發,最終蛻變成較小的行星。

2012 年時,克卜勒太空望遠鏡發現 Kepler 51 恆星、且帶有 3 顆棉花糖行星,分別命名為 Kepler 51b、Kepler 51c、Kepler 51d,哈伯太空望遠鏡後續進一步針對這些系外行星估算質量和大小,證實它們的質量和地球差不多或多幾倍,但它們大氣層卻膨脹到跟木星差不多大。

科羅拉多大學波德分校團隊使用哈伯望遠鏡尋找 Kepler-51b 和 Kepler-51d 行星大氣中的成分,尤其是水,卻發現兩顆行星的光譜都沒有任何明顯的化學特徵,因為雲層過厚。研究人員將結果歸因於大氣層中高濃度的粒子雲,與地球的雲不同,這些行星上的雲可能由鹽晶體或化學煙霧組成,類似土星最大的衛星泰坦大氣層一樣充滿甲烷,而下方較輕的氣體如氫氣、氦氣則使行星大氣膨脹。

此外,研究人員指出這些行星密度如此低,是因為該恆星還很年輕(僅 5 億年),行星演化模型表明,這些行星是在恆星「雪線」外形成的,最接近恆星的 Kepler 51b,在未來 10 億年內將萎縮成類海王星(但比海王星熱一些);距恆星最遠的Kepler 51d 也會收縮、但總體而言依然是像泡芙身材的低密度星球。

NASA 的詹姆斯•韋伯太空望遠鏡未來將能提供有關棉花糖行星的實際組成數據。

新論文發表在《天文期刊》(Astronomical Journal)。

(首圖來源:NASA