Kepler-51 恆星系統離奇孕育一批棉花糖行星家族,已知有三顆體積巨大、質量相對小的蓬鬆棉花糖行星,最近韋伯太空望遠鏡發現潛伏的第四位新成員。新行星質量也很低,天文學家正等待它經過母恆星前方獲得更多數據,以確認新行星是否同為泡芙身材。
Kepler-51 恆星距離我們約 2,615 光年,看起來像年輕版太陽,質量只比太陽小 4%,年齡約太陽七分之一,因此亮度也稍微黯淡,約太陽三分之二。
不解的是 Kepler-51 恆星系統雖然與太陽相像,它孕育的行星家族卻令人陌生,凌日現象發現的三顆已知行星 Kepler-51b、Kepler-51c、Kepler-51d 都和太陽系行星不像,大小接近土星,但質量僅地球三至六倍,顯示密度非常小,看起來就像棉花糖。
超級膨脹的系外行星相當罕見,當它們出現,往往是行星系統內唯一,若試圖解釋三個棉花糖行星如何於同系統形成還不夠有挑戰性,現在要解釋這系統最新發現的第四顆行星 Kepler-51e。
當賓州州立大學、大阪大學天文團隊利用韋伯太空望遠鏡觀測 Kepler-51d,意外發現凌日時間比現有模型預測提早 2 小時,無論模型多少微調都無法解釋如此大差異。為了解開時間落差,研究員分析各太空與地面望遠鏡新舊資料,最終得出令人信服的解釋:有一顆未發現的第四顆行星 Kepler-51e,引力影響系統其他行星軌道。
接著研究員測試各種行星屬性組合,尋找能解釋過去 14 年收集的所有四行星凌日數據,發現 Kepler-51e 質量若類似其他三顆行星,遵循約 264 天圓形公轉軌道,就能讓訊號得到最完美解釋。
Kepler-51e 軌道週期推斷為 264 天,目前還未觀測到 Kepler-51e 凌日,無法計算半徑或密度,因此不清楚 Kepler-51e 是否也為超膨脹行星,仍需等待 Kepler-51e 經過母恆星前方才能確認,但研究員表示,不管 Kepler-51e 是否泡芙身材,都無法排除此系統還有其他未知行星的可能。
新論文發表在《天文期刊》(The Astronomical Journal)。
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(首圖來源:Pixabay)