一顆被形容為“棉花糖”的超級蓬松系外行星,讓全球最強的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡(JWST)也無能為力。 這顆行星名為Kepler-51d,屬于一種極罕見的“超低密度”行星,其體積接近土星,但質量只有地球的幾倍,整體密度與棉花糖相當。
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Kepler-51d圍繞一顆距離地球約2615光年的類太陽恒星運行,與其系統內另外兩顆“超膨脹”行星一起,被天文學家稱為“棉花糖行星家族”。 新研究顯示,這顆行星被一層異常厚重的煙霧或薄霧包裹,形成了迄今觀測到最為極端的大氣“霾層”之一,以至于韋伯望遠鏡在多個波段都無法探測到清晰的大氣化學信號。
按既有理論,這類行星的體積與土星相近,卻只有極小的巖石核心和極其巨大的氣體外殼,使其平均密度低得驚人。 科學家原本希望通過韋伯望遠鏡的高靈敏度紅外觀測,解析大氣中的水汽、甲烷等成分,從而推斷其形成和演化歷史,但結果幾乎什么特征線都看不到,說明高空煙霧在觀測波段把恒星光全部“抹平”了。
更棘手的是,這樣“輕得離譜”的行星卻圍繞母星在相對緊湊的軌道上運行,遠比太陽系中氣體巨行星離太陽的位置要近。 現有行星形成模型很難解釋:如此小的核心如何在靠近恒星的區域吸積到如此龐大的大氣,又如何在強烈輻射下長期維持如此膨脹、稀薄的結構。
研究團隊表示,目前幾乎沒有成熟理論能夠完整解釋這些“棉花糖行星”的形成與存續,它們在很大程度上顛覆了人們對類木氣體行星的經典認知。 接下來,天文學家計劃在更寬的波段、更長的時間尺度上持續觀測這類超低密度行星,希望借助更多數據,逐步揭開這顆“連韋伯都看不進去”的宇宙謎團。
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