大气被剥得一干二净,首发现气态巨行星裸露的内核

天文学家至今寻找到的系外行星通常都离母恒星很近,近距离意味这些行星都接受着母星辐射拷打,因此或多或少会失去大气;但真找到一颗大气被剥得一干二净的系外行星内核,这还是第一次。

NASA凌日系外行星巡天卫星(TESS)于2018年升空,接替克卜勒太空望远镜执行系外行星搜索任务,曾协助星震学领域有所突破,通过“聆听”恒星脉动来测量恒星的年龄;或找到离母恒星非常近的岩石行星群体。

而最近,科学家利用TESS卫星找到超不寻常的超重“岩石行星”,名为TOI 849 b,密度和地球一样、质量却是地球40倍,落在母恒星周围的“海王星沙漠(注)”地带,公转周期18小时、表面温度约1800K,离地球730光年。

按理论,天文学家预期这颗行星在形成时应该吸收大量氢和氦,然后继续增长为类似木星、质量达地球数百倍的系外行星。然而在新数据中,我们看不到任何气体,甚至这颗行星的增长异常停留当地球质量40倍,研究人员表示,严格来讲这已经不是行星,而可能是巨行星被剥离气体后裸露的巨大内核。

科学家不清楚TOI-849b如何来到海王星沙漠区域,它要么曾经是气态巨行星,要么曾经是“进化失败”的气态巨行星,但TOI-849b位置接收到的恒星辐射强度虽然很高,却不足以完全消除气态巨行星的大气,因此可能有其他过程参与大气层撕裂,比如潮汐破坏、甚至与另一个星球猛烈撞击等。

又或者,TOI-849b其实从来没积聚够多的气体、成为类似木星的巨行星?由于我们对巨行星的内部仍然知之甚少,连太阳系内的土星和木星观察起来都困难重重了,更谈不上数百数千光年外的行星。

巨行星内核出现在海王星沙漠是道关键线索,有助于科学家解开木星核心的特性,虽然尚无关于TOI-849b化学成分的任何信息,但之后可以使用其他望远镜对其关注。如果情况属实,TOI-849 b将是目前已知唯一的行星核残骸。

新论文发布在《自然》(Natrue)期刊。

注:海王星沙漠(Neptunian Desert)是天文学术语,指靠近恒星周围的某一片区域内,几乎看不到质量达海王星级或更大的行星。

(首图为示意图,来源:NASA)