浙江
近日，國際天文學家團隊在《皇家天文學會月刊》上發表了一項引人注目的最新研究成果，宣布在距離地球約1110光年外的南天星座“飛魚座”中，發現了兩顆密度極低的“超級蓬松”巨行星。這兩顆行星的密度甚至比棉花糖還要輕，為科學家研究奇異行星的起源與演化提供了罕見的全新窗口。
這兩顆新發現的系外行星被分別命名為TOI-791 b和TOI-791 c，它們圍繞著一顆F7型矮星運行。雖然它們的體積均與木星大體相當，但其質量卻遠遠低于同等體積的天體，因而呈現出極其罕見的超低密度特征。具體而言，TOI-791 b的密度僅為每立方厘米0.038克，而TOI-791 c的密度則為每立方厘米0.047克。相比之下，木星的平均密度為每立方厘米1.33克，約為這兩顆新行星的28到35倍；而通常棉花糖的密度約為每立方厘米0.05克，這意味著兩顆行星比棉花糖還要輕盈，與地球每立方厘米5.5克的致密結構更是不可同日而語。
研究表明，這兩顆行星由環繞年輕宿主星的同一片氣體和塵埃盤共同孕育，屬于名副其實的“行星同胞”。它們之間還存在著一種罕見的5比3平均運動共振關系，即內側行星每繞恒星運行5圈，外側行星幾乎恰好完成3圈。在運行過程中，兩者的引力會發生周期性相互作用，從而在恒星視星等變化中產生微小而可檢測的凌星時間變化。目前已知擁有多顆超級蓬松行星的系統僅有4個，該系統的獨特性使其成為了解這類奇異天體發育演變過程的寶貴實驗室。
值得一提的是，這兩顆行星最初分別于2019年和2023年通過美國國家航空航天局的凌日系外行星巡天衛星項目數據，由公民科學家通過“行星獵人TESS”計劃初步識別。為了進一步測定其精確尺寸和質量，由牛津大學物理系學者喬治·德蘭斯菲爾德領銜的研究團隊聯合了蔚藍海岸大學、伯明翰大學等多家國際科研機構，依托全球多地望遠鏡展開了長達八年的追蹤觀測。
在這項歷時數年的觀測中，位于南極洲康科迪亞站的法國/意大利南極搜尋系外行星地面望遠鏡發揮了關鍵作用。憑借南極冬季長達數月的連續極夜環境，該望遠鏡成功記錄下了單次持續時間超過11小時的超長行星凌星事件，這是迄今為止地面觀測到的最完整連續凌星記錄。多方數據的結合最終確立了兩顆行星異乎尋常的彌散結構。
對于這類超級蓬松行星究竟如何形成，目前的科學界尚未達成共識。主流假說認為，這些星球可能被富含氫和氦的巨型大氣層所包裹，這些巨大的氣態外殼在其總質量中占據了相當比例，并將其可視尺寸大幅拉伸。它們或許在原行星盤中遠離恒星的寒冷區域形成，在低溫環境下迅速圍繞固態核心吸積氣體。接下來，研究團隊計劃利用詹姆斯·韋布空間望遠鏡對該系統展開進一步的空間觀測，深入分析其龐大大氣層中是否包含碳、氮、氧等物質，從而更準確地揭示其成因與演化奧秘。
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