天文学家又有重大发现

　　天文学家发现一颗被归类为“热海王星”（hot Neptune）的罕见系外行星。它的大小与海王星类似，运行轨道非常接近其母恒星。这是迄今发现的第四颗此类行星，也许能提供这种行星如何形成的线索。

　　美国国家航空航天局（NASA）指出，国际研究团队使用该局拥有的太空望远镜“凌日系外行星巡天卫星”（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS），发现了这颗被命名为TOI-3261 b的系外行星，之后使用位于澳洲、智利和南非的地面望远镜进行进一步观测到它。

　　这种被归类为“热海王星”的系外行星，其大小和成分与海王星近似，但轨道与其母恒星极为接近，周期非常短。比如说，TOI-3261 b上的“一年”仅有21个小时。

　　TOI-3261 b是第四颗被发现的超短周期（ultra-short-period）热海王星。先前发现的三颗都已精确测量过质量。第一颗是在2020年发现的LTT-9779 b，接着是TOI-849 b和TOI-332 b这两颗行星。

　　本次发现的TOI-3261 b是测试新的行星形成电脑模型的理想候选行星。“热海王星”之所以如此罕见，其部分原因是在如此接近恒星的地方，很难保留厚厚的气态大气层。

　　这两个因素意味着，像TOI-3261 b这样的“热海王星”，起初形成时可能是更大、类似木星大小的行星，但随后失去了大部分质量。

　　研究团队借由模拟不同的起始点和发展情况，确定这个恒星和行星系统约有65亿年的历史，而这颗行星一开始是更大的气态巨行星（gas giant）。

　　然而，它可能经由两种方式失去质量。其一是光致蒸发（photoevaporation），亦即来自恒星的能量致使气体粒子消散；其二是潮汐剥离（tidal stripping），也就是来自恒星的引力将行星上的气体层层剥离。

　　TOI-3261 b也有可能是在距离恒星较远的地方形成的，这两种效应在那里的强度都会比较弱，使其得以保留大气层。

　　这颗行星剩余的大气层是其最有趣的特征之一，可能需要进一步的大气分析，或许有助于揭开它的形成历史。

　　这颗行星的密度约为海王星的两倍，这表示其大气层中较轻的成分已随时间剥离，只剩下较重的成分。这显示该行星一开始的大气层包含了各种不同的元素，但在现阶段，天文学家很难确定它们到底是什幺元素。

　天文学家发现被归类为“热海王星”的系外行星TOI-3261 b。此为艺术家绘制的示意图。(NASA/JPL-Caltech)

　　这个谜团可能可以经由以红外光观测这颗行星而解开，也许可以使用NASA的詹姆斯‧韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）来辨识大气层中不同分子的特征。

　　这不仅有助于天文学家了解TOI-3261 b的过去，也有助于揭示所有炙热的巨行星背后的物理过程。

　　上述研究由澳洲南昆士兰大学（University of Southern Queensland）的天文学家那比（Emma Nabbie）所主导，其研究成果发表在《天文学期刊》（Astronomical Journal）上。