这些行星轻得离谱:它们竟然漂在太空里!
<p>科学家发现了两颗超级“虚胖”的行星,轻到棉花糖在它们面前都算重的了。这两颗“超级蓬松”星球远在一千多光年之外,彻底打破了科学家对行星是怎么形成的、又该怎么运转的认知。等你知道它们到底有多轻,保证你再看木星都会忍不住感慨——原来还有这么“实在”的行星啊!</p>
行星居然比棉花糖还轻?
这周我要说的这件事,真的让我大开眼界。天文学家在宇宙深处发现了两颗行星,密度居然比棉花糖还低。对,你没看错——在遥远的船底座(对,就是那个"飞鱼座")附近,有两个星球在飘来飘去,比游乐场卖的棉花糖还要蓬松。
这项研究由牛津大学主导,法国和英国的同事协助完成,前不久刚刚发表。我觉得吧,这可能是近段时间最酷的太空发现了。
TOI-791 b 和 TOI-791 c 是谁?
先说说这两个家伙的情况。它们围绕一颗距离地球大约 1110 光年的恒星转,大小跟木星差不多——咱们太阳系里数一数二的大块头。但接下来的事情就有意思了。
木星那是相当瓷实,密度大约是 1.33 克每立方厘米。再看看这俩新发现的:一个密度只有 0.038 克每立方厘米,另一个是 0.047 克每立方厘米。换句话说,木星的密度是它们的 28 到 35 倍。
做个对比:棉花糖的密度大约是 0.05 克每立方厘米。也就是说,如果你把一小团棉花糖扔到太空里,它的密度居然比这两颗整颗行星还要大。这离谱不离谱?
民间科学家的功劳
这件事里有个细节我特别爱:普通人也参与了发现过程。Planet Hunters TESS 项目是一个公民科学计划,志愿者帮忙分析太空望远镜的数据。这两颗行星最早就是志愿者在 2019 年和 2023 年从数据里扒出来的。
说白了,就算你没有博士学位,也能为真正的天文发现做贡献。怎么样,够酷吧?
数据来自 NASA 的 TESS 卫星,这家伙专门盯着恒星看,看有没有微小的亮度下降——如果有,就说明可能有行星从前面经过。当 TOI-791 系统的数据里出现这种信号时,研究人员就知道有戏了。
南极洲立了大功
还有个细节我觉得特别有意思:这次发现有一部分要感谢南极洲的观测。具体来说,是位于康科迪亚站的 ASTEP 望远镜,花了好几年盯着这个系统看。
为什么是南极洲?因为这两颗行星每次穿过恒星要用 11 个多小时——11 个小时!这种超长凌日观测,大部分地面望远镜根本扛不住,要被日光和天气打断很多次。
但南极洲的冬天有连续好几个月的极夜。科学家可以一口气连续观测这些行星穿越恒星,中途不用停。根据论文的说法,这是人类首次从地面完整观测到持续时间这么长的行星凌日。
说真的,这需要多大的毅力啊。南极洲的天文学家顶着那么艰苦的条件,就为了看几个星球"飘过"。这份对科学的执着,我服。
轨道上的双人舞
这两颗行星可不是各走各的,它们在跳一场引力华尔兹。具体来说,它们处于一种叫"5:3 平均运动共振"的关系。
用人话怎么说呢?就是内侧的行星每转 5 圈,外侧的行星几乎正好转 3 圈。它们一边绕着恒星转,一边互相拽着对方。正是这种引力"拉扯",让每次凌日发生的时间会出现微小的偏差。
科学家就是通过测量这些细微的时间变化,反推出行星的质量。真的很聪明——就像听两个乐手演奏时节奏略有偏差,然后根据这个信息判断他们各自站在什么位置。
这种轻飘飘的行星是怎么来的?
到了这里,情况就开始变得神秘了。一整颗行星,怎么就能比棉花糖还轻呢?
主流理论认为,这些行星可能拥有巨大的气态大气层,主要由氢和氦组成。打个比方:中心有个小小的岩石内核,但外面裹着一层超级蓬松的气体"外套"。这层气体占的地方很大,但质量却没多少,最后整体的密度就低得离谱。
科学家觉得,这些蓬松大气层可能是行星在距离恒星很远的地方形成的——就在原行星盘那些冰冷的外部区域。在那些寒冷的地带,气体更容易在固体核外面堆积。
问题来了:这两颗行星现在离恒星很近,跟它们应该形成的地方差得老远。那它们是怎么跑过来的?是被什么拉进去的?这个问题,科学家还在挠头。
整个宇宙只有几例
这种"超级蓬松"行星有多罕见呢?说出来你可能不信——人类目前已知的、同时拥有多颗这种行星的星系,只有 4 个。4 个!在宇宙里那数不清的恒星中,这种系统少到可以用手指数过来。
所以 TOI-791 系统里一下发现两颗,那真是相当珍贵的机会。牛津大学的乔治·德兰斯菲尔德博士说得挺好:"这种超级蓬松行星目前只发现了一小部分,在同一个系统里找到两颗就更是罕见。它们极低的密度让我们有机会研究行星系统是怎么形成、怎么演化的。"
接下来会怎样?
研究团队打算用 詹姆斯·韦布太空望远镜对准这两颗行星,看看它们的大气层里有什么。希望能找到碳、氮、氧的化合物,那就能透露更多关于它们来历和组成的线索。
不知道你们怎么想,反正我是真心期待后续的发现。宇宙就是这样,总是用一些不按套路出牌的星球来刷新我们的认知。每当我们觉得自己搞懂了行星是怎么一回事,总会冒出来个棉花糖大小的行星提醒我们:还早呢,你不懂的多了去了。
所以,向这两颗蓬松的行星致敬——TOI-791 b 和 TOI-791 c。奇奇怪怪的,但我们就喜欢这样的。