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天文新知

奇怪的系外行星WASP-107b,核心出奇地小

WASP-107是一顆K型主序星,位於室女座約212光年遠。2017年天文學家發現它的行星WASP-107b,距離其母恆星為只有水星軌道的1/8,公轉週期只有5.7天。最近蒙特利爾大學團隊使用夏威夷凱克天文台更準確地評估其質量。他們使用徑向速度法測量行星重力引起的恆星的擺動,來確定行星的質量。得出的結論是,WASP-107b的質量約為木星的1/10,或者是地球的30倍。是已知的密度最小的系外行星之一。

隨後團隊分析並建立行星的內部結構。他們驚訝地發現:在如此低的密度下,行星的實心核心必須不超過地球質量的4倍。這意味著其85%以上的質量是岩心外的厚層氣體中。相比之下,海王星質量與WASP-107b相近,但氣體層僅佔其總質量的5%至15%。天文學家對WASP-107b充滿多疑問:如此低密度的行星如何形成?其巨大的氣體層為何不會逸出,特別是這顆行星離其母恆星如此近的情況下?

理論認為,行星在年輕恆星周圍的原行星盤中形成,氣體巨行星如木星和土星,需要一個比地球大10倍以上的固體核心,才能在塵埃和氣體消散之前積聚大量的氣體。但要如何解釋WASP-107b的存在,它的核心質量小得多?

天文學家認為WASP-107b最可能的情況是行星遠離恆星而形成,那裡的氣體足夠冷,以至於能非常迅速地積聚氣體,之後通過與盤或其他行星相互作用,行星就遷移到當前位置。

除WASP-107b之外,研究小組還發現第二顆名為WASP-107c的行星,其質量為木星的0.36倍,以較高橢圓率軌道週期3年繞恆星運行。天文學家表示WASP-107c高離心率暗示相當混亂的歷史,行星之間的相互作用可能導致大遷移。 

除了其形成歷史外,WASP-107b還有其他多謎團。哈伯太空望遠鏡在2018年發現它的甲烷極少。研究人員認為非常奇怪,因為這種類型行星的甲烷應該很豐富。因此打算用所測量的行星質量與模型,研究哪些機制可以解釋甲烷的破壞。(編譯/李瑾)

行星WASP-107b
資料來源:sci-news

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