为何存在泡芙行星?

发布单位:台北市立天文科学教育馆

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NASA / ESA / G. Bacon / STSCI

  过去几年透过各式各样的观测方法,天文学家们找到了许多意想不到的系外行星。其中,一种被称为「泡芙行星」的系外行星更是颠覆了天文学家对于行星的想像,挑战了行星形成理论。

  所谓的「泡芙行星」是指质量小于海王星,但半径大于5倍地球半径,大小相当于一颗气体行星,密度小于每立方公分0.1克的超低密度行星,如同一颗蓬松的泡芙一般。由于这类行星的质量小,理论上其重力强度并无法维持如气体行星一般的大气层,在行星形成1000年内大气层就会在恒星风吹拂下流失殆尽。不过很显然的,这些行星都超过这个岁数了。

  从观测资料来看,这类行星的大气并没有明显的吸收光谱,同时也相当的不透明。最近,普林斯顿大学天文台的天文学家根据这类行星的大气透明度资料,提出了一种解释。他们认为这类行星大气有向外流动的气流,将底层的尘埃带到高层,因此降低了大气的透明度,同时也减缓了大气流失的速度。例如他们对开普勒51b所做的模拟,假设每年该行星流失10-10倍地球质量的大气,就足以携带粒径1奈米的尘埃到大气高层,并让观测到的行星半径膨胀到7倍地球半径。

  目前已在几颗系外行星观测到这些特征,科学家们希望能扩大对系外行星大气透明度的观测来验证理论。如果富含尘埃的大气在低质量系外行星中相当普遍,显然又会是另一项有待科学家们回答的问题。(台北天文馆王彦翔/编译)

  相关论文:Dusty Outflows in Planetary Atmospheres: Understanding “Super-Puffs” and Transmission Spectra of Sub-Neptunes, Lile Wang and Fei Dai 2019 ApJL 873 L1. doi:10.3847 / 2041-8213 / ab0653

资料来源:Sky&Telescope

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