奇怪的系外行星WASP-107b,核心出奇地小

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WASP-107是一颗K型主序星,位于室女座约212光年远。 2017年天文学家发现它的行星WASP-107b,距离其母恒星为只有水星轨道的1/8,公转周期只有5.7天。 最近蒙特利尔大学团队使用夏威夷凯克天文台更准确地评估其质量。 他们使用径向速度法测量行星重力引起的恒星的摆动,来确定行星的质量。 得出的结论是,WASP-107b的质量约为木星的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。

随后团队分析并建立行星的内部结构。 他们惊讶地发现:在如此低的密度下,行星的实心核心必须不超过地球质量的4倍。 这意味着其85%以上的质量是岩心外的厚层气体中。 相比之下,海王星质量与WASP-107b相近,但气体层仅占其总质量的5%至15%。 天文学家对WASP-107b充满多疑问:如此低密度的行星如何形成? 其巨大的气体层为何不会逸出,特别是这颗行星离其母恒星如此近的情况下?

理论认为,行星在年轻恒星周围的原行星盘中形成,气体巨行星如木星和土星,需要一个比地球大10倍以上的固体核心,才能在尘埃和气体消散之前积聚大量的气体。 但要如何解释WASP-107b的存在,它的核心质量小得多?

天文学家认为WASP-107b最可能的情况是行星远离恒星而形成,那里的气体足够冷,以至于能非常迅速地积聚气体,之后通过与盘或其他行星相互作用,行星就迁移到当前位置。

除WASP-107b之外,研究小组还发现第二颗名为WASP-107c的行星,其质量为木星的0.36倍,以较高椭圆率轨道周期3年绕恒星
运行。 天文学家表示WASP-107c高离心率暗示相当混乱的历史,行星之间的相互作用可能导致大迁移。

除了其形成历史外,WASP-107b还有其他多谜团。 哈伯太空望远镜在2018年发现它的甲烷极少。 研究人员认为非常奇怪,因为这种类型行星的甲烷应该很丰富。 因此打算用所测量的行星质量与模型,研究哪些机制可以解释甲烷的破坏。 (编译/李瑾)

数据来源:sci-news

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