外星行星系有個比地球寬 99 倍的木星世界

天文學家利用發現第一顆圍繞類太陽恒星的系外行星的望遠鏡，發現了兩顆小海王星和一顆超級木星。

TOI-1736 行星系中圍繞類太陽恒星運行的行星示意圖。

(圖片來源：Leandro de Almeida）。

天文學家發現了兩個以類太陽恒星為中心的行星系統。這兩個系統都包含迷你海王星行星，其中一個還蘊藏著一個巨大的 "超級木星 "世界，它們的質量都比地球大很多倍。對這些星系的研究，可以讓我們更好地了解行星是如何圍繞類太陽恒星（也被稱為 "太陽類似物"）形成和演化的。

宇航員們利用宇航局的凌日系外行星巡天衛星（TESS）和南部上普羅旺斯天文臺（OHP）的1.93米望遠鏡發現了這兩個行星系。OHP望遠鏡在探測太陽系外行星或“系外行星”方面有著悠久的歷史。1995 年，天文學家 Michel Mayor 和 Didier Queloz 就是用這臺望遠鏡發現了 51 Pegasi b，這是人們發現的第一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星。

這兩個新發現的行星系至少有三顆系外行星，分別被命名為 TOI-1736 b、TOI-1736 c 和 TOI-2141 b，其且每一個都加入了系外行星目錄，自 20 世紀 90 年代中期以來，該目錄的條目數量已超過 5,500 個。

巴黎天體物理研究所科學家、研究的主要作者紀堯姆-赫布拉爾德（Guillaume Hébrard）與其合著者在《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）雜志上發表了論文，文中寫道：“我們利用TESS測光數據和OHP 1.93米望遠鏡上SOPHIE儀器獲得的光譜數據，對圍繞著太陽類似物TOI-1736和TOI-2141的兩個行星系統進行探測，并對探測結果及其特征進行了報告。“我們對這些系統進行了詳細的光譜分析，以獲得其主星的精確徑向速度和物理特性。”

TOI-2141：一顆古老恒星周圍的行星系統

赫布拉爾德及其同事發現的第一個行星系統是TOI-2141，它距離地球大約250光年，圍繞著一顆恒星，其大小與太陽相當，但似乎比太陽更古老。我們之所以知道這一點，是因為TOI-2141的恒星缺乏比氫和氦更重的化學元素，也就是所謂的 "金屬元素"。相比之下，我們擁有 46 億年歷史的太陽則富含此類金屬。研究小組通過計算后發現，該金屬元素的比例表明，這顆新研究的恒星大約有 75 億年的歷史。

這個系統中的行星TOI-2141 b在穿過母恒星表面時被發現，它擋住了來自恒星的部分光線，因此導致恒星在望遠鏡的取景點上變得暗淡。研究小組能夠確定這顆行星的寬度約為地球的三倍，質量約為地球的 24 倍，是一顆迷你海王星系外行星。

TOI-2141 b距離恒星約1200萬英里，約為地球與太陽距離的13%。這意味著這顆迷你海王星大約每18.3個地球日完成一次軌道運行，這種距離也使它的溫度達到約840華氏度（450攝氏度）。

這顆行星的密度及其炎熱的表面溫度表明，其巖石核心周圍是充滿水蒸氣的大氣層。到目前為止，TOI-2141 b是在TOI-2141系統中發現的唯一一顆行星，但研究小組還沒有排除其他更小行星圍繞這顆類太陽恒星運行的可能性。

盡管第一個行星系統令人印象深刻，但研究小組發現的第二個行星系統則卻更加獨特。

奇異的 TOI-1736

TOI-1736距離地球約290光年，比TOI-2141更加奇特。乍一看，它的主星并不起眼，與太陽年齡相仿，大約有 49 億歲，大小也與太陽差不多，只比太陽大 15%，溫度也差不多。然而，TOI-1736 系統之所以與眾不同，是因為它的主星上有第二顆更小的伴星，這使得它成為一個雙星系統。

大質量恒星通常存在于雙星系統中，但對于太陽這樣大小的恒星來說，這種雙星存在形式就比較罕見了，只有大約 44% 的太陽類似物有伴星。更奇怪的是，TOI-1736 的伴星距離主恒星非常遙遠，研究小組發現的系外行星實際上只圍繞該系統的主恒星運行。

更具體地說，赫布拉爾德及其同事在這個奇異的恒星系統中發現了兩顆行星。第一顆是另一顆迷你海王星，寬度大約是地球的2.5倍，質量是地球的13倍。這顆名為TOI-1736 b的行星繞恒星運行的距離僅為650萬英里，約為地球與太陽之間距離的7%，完成一個軌道運行的時間約為7.1個地球日。TOI-1736 b與恒星的距離很近，這意味著它的溫度約為1500華氏度（800攝氏度）。

該系統的第二顆行星 TOI-1736 c 是一顆所謂的 "超級木星"，質量約為地球的 2,800 倍，寬度約為木星的 9 倍，比地球寬 99 倍，令人驚嘆。

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TOI-1736 c距離它的恒星大約1.28億英里，大約是地球和太陽之間距離的1.3倍，這意味著它大約每570個地球日完成一次軌道運行。這個距離也使這顆行星處于母恒星的宜居帶--在此距離下，水可以以液態存在。TOI-1736 c是一顆氣態巨行星，所以它沒有固體表面，但它可能有表面存在液體水的衛星--這也許能使它們宜居？

這些問題的答案將隨著時間的推移而揭曉；與此同時，研究小組正在關注TOI-1736周圍似乎存在第三顆行星的一些跡象。不久之后，他們打算利用 OHP 的 SOPHIE 光譜儀對這一線索進行研究。

BY: Robert Lea

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來源: 天文在線