百倍之于地球的”超级木星”世界

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翻译：黄奎

校译：肖智颖

编排：刘斯媛

后台：朱宸宇

https://www.space.com/planetary-systems-with-sun-like-stars-discovered

使用发现第一颗绕类太阳恒星运行的系外行星的相同望远镜，天文学家发现了两颗迷你海王星和一颗超级木星。

TOI-1736行星系统中行星绕类太阳恒星运行的示意图。

图片来源：Leandro de Almeida

天文学家发现了不止一个，而是两个以类太阳恒星为中心的行星系统。

这两个系统都含有“迷你海王星”，其中一个还拥有一个巨大的“超级木星”世界，它们的质量都是地球的数倍。研究这些领域可以更好地了解围绕类太阳恒星的行星（也被称为“太阳相似体”）形成和演化的 过程。

这两个系统的发现是借助美国宇航局的凌日系外行星探测卫星（TESS）和法国南部的上普罗旺斯天文台（OHP）的1.93米望远镜完成的。OHP望远镜在探测太阳系外行星或“系外行星”方面有着悠久的历史。1995年，天文学家米歇尔·马约尔（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）就是用它发现了绕类太阳恒星运行的第一颗系外行星——飞马座51b。

这两个新发现的系统中至少存在三颗系外行星，分别命名为TOI-1736 b、TOI-1736c和TOI-2141 b，它们都被列入了一个系外行星目录，自20世纪90年代中期以来，该目录已列入了超过5500个系外行星。

巴黎天体物理研究所科学家兼研究首席作者Guillaume Hébrard与合著者在《天文与天体物理》杂志上发表了一篇论文，在论文中他们写道：“利用来自TESS的光度数据和从OHP 1.93米望远镜上的索菲光谱仪获得的光谱数据，我们完成了对太阳相似体TOI-1736和TOI-2141周围两个行星系统的探测和表征。”“我们对这些系统进行了详尽的光谱分析，以获得其宿主恒星精确的径向速度和物理性质。”

TOI-2141：围绕一颗古老恒星的行星系统

Hébrard及其同事发现的第一个行星系统是TOI-2141，它距离地球约250光年，以一颗与太阳大小相当但似乎更古老的恒星为中心。我们之所以知道这一点，是因为TOI-2141的恒星缺乏比氢和氦更重的化学元素，在天文学中被统称为“金属”。相比之下，我们46亿年的太阳富含这些“金属”。经过一些计算，研究小组意识到金属比例表明这颗新研究的恒星大约有75亿岁了。

系统中的行星TOI-2141 b是在它穿过或说“凌”于它的母星的表面时被发现的。凌星时，行星会遮挡恒星发出的一些光线，从而导致该恒星观测亮度变暗。该团队能够断定这颗行星约为地球的三倍大小，质量约为我们地球的24倍，这使其成为一颗“迷你海王星”类别的系外行星。

TOI-2141 b距离其恒星约1930万公里，约为日地距离的13%。这意味着这颗迷你海王星大约每18.3个地球日完成一周公转，这样的近距离也使其温度高达约450摄氏度。

这颗行星的密度和其炽热的表面温度表明，它由一个充满水蒸气的大气包围的岩石核心构成。截至目前，TOI-2141b是在TOI-2141系统中发现的唯一一颗行星，但该团队尚未排除其他较小行星绕这颗类太阳恒星运行的可能性。

话虽这么说，尽管这第一个系统令人印象深刻，该团队发现的第二个行星系统甚至有些更为独特。

非同寻常的TOI-1736

TOI-1736距离地球约290光年，相比TOI-2141更非同一般。乍一看，它的主星并不起眼，与太阳年龄大致相同，约49亿年，与太阳大小相仿，仅比我们的太阳大15%，甚至温度都大致相同。

然而，TOI-1736系统之所以非同寻常，是因为它的主星有颗较小的伴星，使其成为一个双星系统。

大质量恒星通常存在于双星系统中，但对于太阳大小的恒星来说，这种双星共存方式更为罕见，只有大约44%的太阳相似体被发现具有伴星。更奇怪的是，TOI-1736的伴星距离主星如此之远，以至于研究小组发现的那颗系外行星实际上只围绕该系统的宿主星运行。

更确切地说，Hébrard及其同事在这个奇异的恒星系统中发现了两颗行星。第一个是另一个迷你海王星，大小约为地球的2.5倍，质量比地球大13倍。这颗名为TOI-1736 b的行星绕其恒星运行的轨道半径仅为1040万公里，约为日地距离的7%，大约在7.1个地球日内完成一周公转。TOI-1736 b距它的恒星如此之近，导致其表面温度约为800摄氏度。

该系统的第二颗行星TOI-1736 c是一颗所谓的“超级木星”，质量约为地球的2800倍，大小约为木星的9倍，使得它比地球大99倍，堪称惊人。

TOI-1736 c距离其恒星约2亿公里，约为日地距离的1.3倍，这意味着它大约每570个地球日完成一周公转。这个距离也将这颗行星置于其母星的宜居带 内，即液态水能存在的范围。TOI-1736 c是一颗气态巨星，因此它没有固体表面，但它很可能拥有具有能保证液态水存在其表面的大气层的卫星 ——而这或许能让它们成为适宜居住的天体？

这些问题的答案迟早会揭晓。与此同时，研究小组正专注于另一颗行星存在的一些迹象，这颗行星似乎位于TOI-1736附近。不久后，他们打算使用OHP的索菲光谱仪来调查这条线索。

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责任编辑：DAIKIN

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图源: Hongyang Luo

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