首次发现剥夺了大气层的气体行星核心

天文学家发现一颗非常奇怪的系外行星TOI-849b，它位于730光年远，母恒星TOI-849与太阳非常相似。 TOI-849b仅比海王星小一点，但质量却是海王星的两倍多，因此密度与地球差不多！ 如此密度显示它是岩石行星，但大小却远高于岩石行星的上限。 这意味它可能是非常罕见的地府行星（Chthonia），即是大气层被剥夺的气体行星核心。

TOI-849b是美国太空总署的凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite）发现，它透过凌日方式搜索系外行星，因此天文学家能以恒星的变暗程度和频率计算行星的大小以及与恒星的距离。 TOI-849b非常接近其母恒星，公转周期仅18小时，估计表面高达摄氏1，530度。 TOI-849b非常特殊，很少有海王星级行星如此靠近母恒星。

团队随后以欧南方天文台的3.6米望远镜的高精度径向行星搜索器（High Accuracy Radial velocity Planet Searcher）光谱仪计算行星的质量，发现其质量是地球的39.1倍，或海王星的2.3倍，这样得出的密度为5.2 g/cm³，非常接近金星的5.24 g/cm³和地球的5.51 g/cm³。 因此团队认为它可能是冥府行星，曾形成类似木星的巨大大气层，后来又以某种方式被剥离。

天文学家认为这种极靠近恒星的气体行星，会被高热剥夺大气，如格利泽 3470b（Gliese 3470 b）正以高速失去其大气层。 但这解释不足以解决TOI-849b大气全部损失的原因，可能还有如与大天体碰撞等事件造成。 另一可能原因是TOI-849b开始形成气体行星时，没有足够的物质成为大气。 或许它是在行星系统演化后期时形成，或是在原行星盘的间隙中形成的，使得没有足够的材料来增加大气。 研究小组计划将继续观测，以确定TOI-849b是否还剩下任何大气。 这可以帮助确定核心本身的组成以及形成原因。

【图：互联网；文：节录自台北市立天文科学教育馆网页】研究全文刊登在2020年7月1日出版的《自然》期刊 Gliese = Gliese Catalogue of Nearby Stars = 格利泽近星星表

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