“棉花糖”行星为何如此“蓬松”

“棉花糖”行星为何如此“蓬松”

引用

中国科学院

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https://www.cas.cn/kj/202405/t20240522_5015522.shtml

WASP-107b艺术概念图显示了行星气体包层内的湍流大气混合。图片来源：约翰·霍普金斯大学

太阳系外有一颗温暖的气态巨行星WASP-107b，外表看起来像棉花糖一样，它为何如此“蓬松”？根据美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯·韦布太空望远镜收集的数据，并结合之前哈勃太空望远镜的观测结果，美国两个独立研究团队给出了答案。他们的最新研究显示，在WASP-107b中蕴藏着极少量甲烷和一个超大核心。这表明其内部肯定比之前估计的要热得多，核心质量也要大得多。相关论文发表在20日《自然》杂志上。

WASP-107b是一颗巨大的、类似海王星的系外行星，绕着一颗距离地球约200光年的恒星运行。它被灼热的大气层包裹，这些大气像棉花一样蓬松。其构造独特：体积是木星的3/4，质量却不到木星的1/10，是已知密度最小的行星之一。尽管它含有甲烷（地球生命的组成部分），但由于靠近主星且缺乏固体表面，科学家认为该行星并不宜居，但它可能蕴藏着有关行星演化的重要线索。

研究人员推测，行星过度膨胀是由于其内部热源造成。这颗行星有一个炽热的核心，正在改变其更深处气体的化学性质，并推动强烈的对流混合，从内部冒出气泡。

WASP-107b的巨大半径、广阔的大气层以及独特的轨道，使其成为进行透射光谱学观测的理想对象。透射光谱学是一种根据气体如何影响星光来识别系外行星大气中各种气体的方法。韦布望远镜超乎寻常的灵敏度和测量穿过系外行星大气光线的能力，为取得这些重要成果提供了可能。此次研究可能解释了数十颗低密度系外行星蓬松的原因。

这项研究还标志着对系外行星核心质量的首次测量，或为未来行星大气和内部研究奠定基础。此外，这也是寻找太阳系外宜居世界的关键一步。