发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　一群公民科学家与加州大学河滨分校的天文学家发现一颗不容易找到的系外行星。由于这颗行星TOI-2180 b周期长，不容易被软件自动检视出来。

　　凌日系外行星巡天卫星（TESS）是目前寻找系外行星的主力，它会连续观察天区近一个月，然后转向另一天区。通常来说，需要看到3次疑似凌日事件才会判定可能找到系外行星，若只是单一亮度下降事件则不受研究人员注意，因为可能是恒星自身亮度变化所引起。然而，公民科学家却注意到了。前美国海军军官Tom Jacobs在查看TESS数据时，注意到TOI-2180恒星的光线变暗淡。他提醒专门研究长周期系外行星的天文学家后，团对使用Lick天文台的自动行星探测器望远镜测量行星对恒星的重力拖拽所造成速度变化，使他们能够计算TOI-2180 b的质量并估计其轨道。认为这颗行星TOI-2180 b的直径与木星相同，但质量几乎是木星的2.8倍，因此它含有比氦、氢更重的元素。团队还测得TOI-2180 b周期为261天，距离379光年。小组预测TESS将在2月再次看到这颗行星凌日现象。

　　由于TESS资料量庞大，专业天文学家使用演算法自动扫描大量数据以寻找系外行星，但公民天文学家从公开数据中（如TESS）以目视方式寻找单一的凌日事件，突显他们提供了寻找长轨道周期系外行星的潜力。相关论文发表在The Astronomical Journal学刊。（编译/台北天文馆刘恺俐）

凌日事件

资料来源：Science Daily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　发表在《自然》期刊上的一项新研究中指出，这颗距离地球31光年的行星（GJ 367b），是目前已知的约5,000颗系外行星中最轻的一颗，质量约地球的一半。它的直径略超过9,000公里，只比火星稍大一点。

　　该团队表示，这项研究代表着在寻找「第二个地球」方面向前迈进了一步，意谓，天文学家可以掌握非常小的行星的特性。

　　共同作者Vincent Van Eylen博士（伦敦大学学院的穆拉德太空科学实验室）说，在这项新研究中，用了两种方法计算这颗行星的大小和质量，这两种方法都涉及到分析这颗行星的母恒星发出的光。一种方法是测量当行星从恒星前面经过时恒星发出的光的亮度稍微降低的现象，这是利用美国NASA凌日系外行星巡天卫星（TESS）的数据完成的。

　　另一种方法是从行星对恒星运动的影响来推断行星的质量。这种运动很轻微，速度是每秒80公分，不超过步行的速度，所以我们能够在31光年之外探测到这种微小的运动，真是太神奇了。

系外行星GJ 367b（艺术家想像图）白天时非常热，使得所含的铁几乎熔化。

　　从其半径和质量的精确测量来看，GJ 367b被归类为岩质行星，属于超短周期（USP）系外行星群，在不到24小时内绕母恒星旋转1圈。这使它跻身于亚地球大小的类地行星之列，在寻找「第二个地球」方面向前迈进了一步。

　　研究人员还能够得出有关此系外行星的内部结构。它是一颗低质量的岩石行星，密度比地球大，意谓这颗行星以铁核为主，这些特性与水星相似，它的铁和镍核不成比例地大，使它与太阳系中的其他类地天体区分开来。

　　然而，这颗行星非常靠近母恒星，意味着它暴露在比地球强500多倍的辐射之下。地表温度可能高达摄氏1,500度，所有岩石和金属都会在这个温度下熔化。

　　这颗新发现的系外行星的母恒星是一颗名为GJ 367的红矮星，只有太阳的一半大小。这使系外行星更容易被发现，因为红矮星不仅比太阳更小且更冷。红矮星是宇宙中最常见的恒星天体之一，因此是寻找系外行星的合适目标。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　WASP-76b是一颗在2016年发现的系外行星，硕大的体积及表面温度使得它被归类为热木星，该星环绕其母恒星仅需1.8个地球日，距离我们约640光年，从早先的研究我们知道，它的表面温度高达4400℉（约2246℃），这样的温度足以使铁汽化，在稍微「凉爽」的夜晚会以铁雨的形式落下。

▲艺术家对于该星的想象图，这些雨的成分是铁。

　　近期科学家再一次观察了WASP-76b并得出了新的结论，它实际上可能比之前认为的更热，研究团队使用了夏威夷的双子座北望远镜观察该行星的日夜交界处，并透过凌日光谱法分析其大气成分，光谱的组成使我们能够计算不同深度及高度的大气成分。而在这样子的条件下，科学家识别出了罕见的三条光谱线，这些读数显示在这颗行星上发现了钙离子，钙离子的光谱特征说明了这颗系外行星有非常强劲的上升风或是大气温度比我们想象的还要高。

　　不过，该研究并没有特别说明温度应该提高多少，这只是双子座系外行星光谱学计划（ExoGemS）的一部分，该项目将研究至少30颗系外行星，专家们分析及观察这些行星的质量、温度、成分，借由更新的仪器及分析方法，科学家可以了解行星旋转的细节到表面的行星风系运作模式，借此了解外星世界的多样性，该研究发表于《天文物理学期刊通讯》上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　UNLV（内华达大学拉斯维加斯分校）的研究人员可能已经确定了第一颗环绕三颗恒星运行的行星。

　　图说：GW Orionis的图像，这是一个三星系统，其周围的尘埃环上有一个神秘的缺口。天文学家假设，在这个缺口中存在一颗巨大的行星，这将是有史以来发现的第一颗围绕三颗恒星运行的行星。左图由ALMA望远镜提供，显示了圆盘的环状结构，最内环与圆盘的其余部分分离。右图的观测结果显示了在圆盘其余部分的最内环的阴影。

　　不像我们的太阳系，是由一颗孤立的恒星所组成的系统。一般认为，宇宙中一半以上的恒星系统，例如天文学家观察到的这一新奇现象的GW Ori（金牛T型前主序分级三星系统），是由两颗或两颗以上的恒星因相互引力作用所组成。但是还没有发现绕三颗恒星（环绕三重轨道）运行的行星。

　　利用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA）望远镜的观测，UNLV的天文学家分析了在这三颗恒星周围观测到的三个尘埃环，这些尘埃环对形成行星至关重要。

　　然而，他们在环盘上发现了一个巨大且令人费解的缺口。

　　研究小组调查了不同的起源，包括间隙是由三颗恒星的引力扭矩造成的可能性。但在构建了GW Ori的综合模型后，他们发现更有可能、更吸引人的解释是，有一颗或多颗大质量行星的存在（本质上与木星类似）。该论文的第一作者Jeremy Smallwood说，气体巨行星通常是恒星系统内形成的第一颗行星，紧随其后的是像地球和火星这样的类地行星。

　　这颗行星本身是看不见的，但是皇家天文学会月刊上九月份的一项研究强调了这一发现。ALMA望远镜预计将在未来几个月进行进一步的观测，将为这一现象提供直接证据。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　科学家在一颗距离地球约520光年外的系外巨行星上发现了云，其观测资料甚至可以分辨出云层高度及上层大气结构。

　　2016年发现的WASP-127b是一颗热土星，它的一年只有4.2天，体积为木星的1.3倍，但质量只有木星的0.16倍，与土星的平均密度接近，这意味着它的大气层较为稀薄，非常适合做大气的光谱分析，因此，一组研究团队结合了哈勃太空望远镜及地面上的甚大望远镜（Very Large Telescope）两个项目的光学观测数据，来分析WASP-127b的大气层。

▲左图为太阳与木星、地球的比较，右图为WASP-127恒星系统的大小比较，下图则为太阳与水星的距离及WASP-127b与母恒星的距离比较。

　　要弄清楚系外行星的大气组成是一件相当棘手的事情，多数我们无法直接看到的系外行星都是使用凌日法见到的，在这样的前提下，这些系外行星上的大气层也会影响光线的亮度，但必须使用解析度更高的仪器才能达成，光谱中不同的波长可能会被不同的元素吸收，借由这项特性，科学家可以了解系外行星的大气层中含有什么样的物质。

　　研究团队在分析后发现该行星有钠的存在，但是所在的高度比预期的要低得多，此外，红外波段有强烈的水汽讯号，但可见光波段却没有，这表示有云层的成分是对可见光不透明而对红外线透明。他们还将高解析度的光谱吸收将云层的高度降低到一个惊人的云层厚度，其大气压力仅在0.3至0.5毫巴之间。

　　目前科学家们仍然无法确切得知云的组成，但可以肯定的是这颗系外行星的大气层绝非由水组成，钠的发现位置也令人意想不到，而且WASP-127b的轨道不仅与恒星的自转方向不同，几乎是绕着恒星的两极运行，这个系统被认为大约有100亿年的历史，或许造成这样的排列可能过去是受到一个未知的伴星所造成的，所有这些独特的特征使WASP-127b成为一颗未来将被非常深入研究的行星。

　　该研究发表于《天文学与天文物理学》期刊上，并且在2021年的欧洲行星科学会议上发表。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　最近一组国际研究团队利用凌日系外行星巡天卫星（TESS），找到了一颗围绕M型红矮星运行的系外亚海王星TOI-2406 b。

　　这颗新发现的行星半径约为地球半径的2.94倍，每3.07天绕行母恒星公转一次，它的轨道半径约0.023 AU（天文单位，日地平均距离）。根据分析，TOI-2406 b的平衡温度约447 K，推测质量为地球质量的9.1倍。研究团队指出，TOI-2406 b是已知最大的亚海王星（一种质量介于地球与海王星的行星类型）。

　　其母恒星TOI-2406是一颗贫金属的M型红矮星，距离地球约182光年，半径只有太阳的五分之一。TOI-2406的表面温度约为3,100K，相较太阳在5,800K的温暖白光，低温的红矮星主要散发出黯淡的红光。

　　研究团队认为新发现的TOI-2406行星系统并不寻常，低金属丰度的矮星不容易形成厚重的原行星盘，较难形成大尺寸和短轨道周期的系外行星，因此TOI-2406 b是一个不寻常的发现，对行星形成的模型带来冲击。

　　预期外的实验结果，有时是科学家发展新科学的源头。团队未来将进行径向速度法的分析来确定行星质量并排除附近天体的影响。此外，TOI-2406 b也是詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）升空后的重要观测候选者。（编译/台北天文馆虞景翔）

凌日系外行星巡天卫星（TESS）所纪录TOI-2406 b 产生的亮度变化曲线。凹谷处代表系外行星通过恒星前方造成亮度下降。Credit: Wells et al., 2021.

资料来源：phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　在一颗名为TYC 8998-760-1b的气态系外行星周围的薄雾中，天文学家检测到另一种碳的形式，碳13，这是首次在距离地球300光年的异世界中发现的同位素，该发现表明这颗系外行星是在距离母恒星极其遥远的寒冷地带所形成的。

　　TYC 8998-760-1b属于较为罕见的系外行星，科学家于2019年使用直接影像法发现该天体，2020年确认其行星身份，与恒星相较之下，而行星非常昏暗，所以我们通常透过检测它们对主星的影响来识别它们，要么是通过引力作用（径向速度法），要么是它们从恒星前面经过时使恒星的光线逐渐变暗（凌日法）。

　　这些技术适用于离恒星较近的行星，但TYC 8998-760-1b绕恒星运行的距离相当远，长达160个天文单位，与此相对，海王星绕太阳公转的距离约为30个天文单位。这颗系外行星也是个庞然大物，质量约为木星的14倍，体积则是木星的1.4倍，这意味着它反射的星光相对明亮。因此，研究小组仔细观察了这颗行星的反射光，看看它是否能提供什么特别的资料。

　　科学家利用摄谱仪取得该天体的光谱资料，当特定波长的光被元素吸收时，就会出现光谱中的黑线，研究人员发现，TYC 8998-760-1b吸收的光波长与碳13的光谱暗线一致，可能主要与一氧化碳气体有关。碳12是最常见的稳定元素，而它的同位素共有十五种，其中碳13有6个质子和6个电子，但有7个中子，这很重要，因为它们的形成方式较为不同。

　　在TYC 8998-760-1b上，研究人员预计会有一定数量的碳，而他们在这颗系外行星的大气中发现碳13的含量是预期中的两倍，在如此遥远的距离，低温环境可能造就了更多的碳-13，导致这颗行星的大气中这种同位素的比例更高。科学家推测该星体的气形成位置应该在一般的一氧化碳雪线更外面。

同位素的比例，受到形成位置的影响。

　　任何在远离恒星的地方形成的系外行星都会包含一些一氧化碳，由于太阳系中已知的行星距离太阳比该天体更近，所以它们在形成时不会像TYC 8998-760-1b那样含有那么多的一氧化碳冰。但是，在太阳系的行星中也有类似的同位素现象，海王星和天王星的氘含量比木星高，氘是一种氢的同位素，这是由于天王星及海王星的形成位置远超过水的雪线。

　　对于其它的许多系外行星来说，探测大气中的同位素几乎不可能做到，但随着我们的望远镜不断改进，它可以提供一种研究系外行星的形成方式。科学家期望在未来，系外行星同位素的发现将进一步帮助我们确切地了解行星是如何、何时、何地形成的，这个结果仅仅是个开始，该研究已经发表于《自然》期刊上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　美国NASA公民科学家计划“Planet Hunters TESS”最近发表新发现的两颗系外行星，该研究将十多位公民科学家列为共同作者，其中一位为美国加州的机械技师Cesar Rubio。

　　而他的七岁的孩子Miguel，也是和他一起发现系外行星的小助手。Cesar利用Zooniverse公民科学网站带领孩子培养科学兴趣，网站上的Planet Hunters TESS专案，让全球数千名志愿者一起从公开的观测资料里找寻系外行星。台北天文馆也曾参与其中，带领高中生学习系外行星的观测与参数计算。

　　这2颗新发现的行星围绕着一颗名为HD152843的恒星运行，该恒星位于352光年之外，它的质量与太阳差不多，但体积约是太阳的1.5倍。HD152843 b的大小类似海王星，比地球大3.4倍，轨道周期约12天。HD152843 c比地球大5.8倍，轨道周期在19至35天之间。如果这2颗行星位于太阳系，都将在水星的轨道（周期88天）内绕行太阳。

　　Zooniverse网站上提供TESS卫星的Light curve观测资料。志愿者必须了解「凌日法」的原理，协助判断每一笔观测资料是否有可能具系外行星的特征。即便在数位时代，一大群志愿者协助目视浏览望远镜的观测数据对研究人员也有很大的帮助，找出被电脑遗落的系外行星特征。

　　图说：台北天文馆所拍摄纪录WASP-98之Light Curve，系外行星WASP-98b通过母恒星前方时会造成其亮度下降，彷彿迷你日食。周期性的亮度下降现象——行星凌日法，是目前找寻系外行星的主流方式。

　　被志愿者挑出来的资料会再经由科学家检验，例如使用大型天文台的精密光谱仪进行「径向速度法」的分析，这个方法也能得到「凌日法」无法确定的行星质量。

　　公民科学家计划不仅让业余科学爱好者有真正参与科学研究的机会，也能在实质上帮助到学院里的科学家。NASA的官方网站上有各个领域的公民科学合作计划，世界上任何人都可以参与。专案网站请前往https://science.nasa.gov/citizenscience（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　科学家用哈勃太空望远镜，发现一颗系外行星失去大气后再次获得大气层！这颗称为GJ 1132 b的行星绕着41光年外的一颗红矮星运转，是与地球大小接近的岩石行星。GJ 1132b与地球差异最大之处是其烟雾笼罩的大气层含有氢，甲烷和氰化氢。天文学家认为这不是行星的原始大气层！初始大气被在临近母恒星所发出的强烈辐射摧毁。而第二次大气层是行星地表下熔岩渗出气体所形成，且持续补充中，不然也会被恒星剥离。

　　天文学家认为GJ 1132 b原先是次海王星（sub-Neptune），直径是地球的数倍大。原先大气中有厚氢气层，但被年轻母恒星发出强烈辐射而迅速失去。在很短的时间，就被剥落成与地球大小差不多的裸核。但最令天文学家惊讶的是，哈勃观察到某些气体，根据的理论，属于“次级大气”。研究小组说，大气层由分子氢，氰化氢，甲烷组成，并且还含有雾霾。模拟表明，雾霾是光化学产生的碳氢化合物，类似于地球上的烟雾。他们认为GJ 1132b当前的大气中的氢，是原始大气的氢被吸收到行星熔融岩浆的地函中，并正通过火山过程缓慢释放形成新的大气。并仍不断补充中，以平衡逸出到太空中的氢气。

　　GJ 1132 b在某些方面与地球相似。两者具有相似的密度，相似的大小和相似的年龄（约45亿年），甚至气压也可能接近。由于GJ 1132 b非常靠近红矮星，以至于它每天1.6天绕其母恒星一次，这种极为接近的距离使GJ 1132 b保持潮汐锁定状态。由于GJ 1132b处于椭圆轨道，造成大量潮汐加热，如同木卫二（Io）有持续的火山活动。研究小组推论GJ 1132 b的内部温度很高，所以较冷的地壳非常薄，也许只有数百公尺厚，无法支持任何类似火山山脉。潮汐力使其平坦的地形像蛋壳一样破裂，氢和其他气体可能会通过这种裂缝释放出来。即将升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜，能以红外波段观测这类系外行星岩浆池或火山爆发造成的热，令人期待。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

系外行星GJ 1132 b的大气光谱。橙色线代表模型光谱。蓝点为观察值及其误差线。显现GJ 1132b大气主要氢气与甲烷和氰化氢，该行星还具有引起光散射的气溶胶。

资料来源：SciTechDaily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　WASP-107是一颗K型主序星，位于室女座约212光年远。2017年天文学家发现它的行星WASP-107b，距离其母恒星为只有水星轨道的1/8，公转周期只有5.7天。最近蒙特利尔大学团队使用夏威夷凯克天文台更准确地评估其质量。他们使用径向速度法测量行星重力引起的恒星的摆动，来确定行星的质量。得出的结论是，WASP-107b的质量约为木星的1/10，或者是地球的30倍。是已知的密度最小的系外行星之一。

　　随后团队分析并建立行星的内部结构。他们惊讶地发现：在如此低的密度下，行星的实心核心必须不超过地球质量的4倍。这意味着其85％以上的质量是岩心外的厚层气体中。相比之下，海王星质量与WASP-107b相近，但气体层仅占其总质量的5％至15％。天文学家对WASP-107b充满多疑问：如此低密度的行星如何形成？其巨大的气体层为何不会逸出，特别是这颗行星离其母恒星如此近的情况下？

　　理论认为，行星在年轻恒星周围的原行星盘中形成，气体巨行星如木星和土星，需要一个比地球大10倍以上的固体核心，才能在尘埃和气体消散之前积聚大量的气体。但要如何解释WASP-107b的存在，它的核心质量小得多？

　　天文学家认为WASP-107b最可能的情况是行星远离恒星而形成，那里的气体足够冷，以至于能非常迅速地积聚气体，之后通过与盘或其他行星相互作用，行星就迁移到当前位置。

　　除WASP-107b之外，研究小组还发现第二颗名为WASP-107c的行星，其质量为木星的0.36倍，以较高椭圆率轨道周期3年绕恒星运行。天文学家表示WASP-107c高离心率暗示相当混乱的历史，行星之间的相互作用可能导致大迁移。

　　除了其形成历史外，WASP-107b还有其他多谜团。哈勃太空望远镜在2018年发现它的甲烷极少。研究人员认为非常奇怪，因为这种类型行星的甲烷应该很丰富。因此打算用所测量的行星质量与模型，研究哪些机制可以解释甲烷的破坏。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：sci-news