我们在银河系中发现的最蓬松的系外行星之一正在挑战我们对巨行星如何形成的理解。
它被称为 WASP-107b，绕橙矮星距离我们 211 光年，当它被发现时，它就已经被称为密度最低的系外行星之一。2017年宣布。 一项新的分析表明，这颗浮肿的行星比天文学家想象的还要浮肿。
这意味着它的核心比最初计算的要小得多，这一发现可能对整个系外行星研究产生相当大的影响。
“这项工作解决了巨行星如何形成和生长的基础，”天体物理学家比约恩·本内克说加拿大蒙特利尔大学的教授。
“它提供了具体的证据，表明可以触发比之前想象的质量小得多的核心的气体包层的大量吸积。”
超级膨胀行星，即所谓的低密度行星，是非常罕见和奇怪的。 它们的大小与气态巨行星相当，但密度却低得多。 WASP-107b 非常浮肿。 这颗系外行星仅比，但其质量不到木星的 10%，因此密度仅为 0.13 克每立方厘米。
这颗系外行星也非常接近其主恒星。 它的轨道周期仅为 5.7 天，距离如此之近，其温度达到了灼热的程度。第736章（462 摄氏度，或 865 华氏度），以及它的大气正在蒸发快速。
这项新研究由蒙特利尔大学的物理学家卡罗琳·皮奥莱特 (Caroline Piaulet) 领导，首先利用凯克天文台四年来的观测结果来测量这颗恒星响应绕轨道系外行星引力拖曳而移动的距离，从而精确确定了 WASP-107b 的质量。
然后，利用这种新的计算，该团队对 WASP-107b 的结构进行了详细分析。 令他们大吃一惊的是，他们发现这颗系外行星的固体核心可能不大于地球质量的 4.6 倍左右。 这意味着这颗系外行星超过 85% 的质量位于其蓬松的大气层中。
这本身并不奇怪。 木星的核心被认为位于5% 至 15%行星质量。 但木星整体质量更大，这意味着它的核心也更大。 木星距离它的恒星也远得多。 这引发了很多问题。
“如此低密度的行星是如何形成的？它是如何防止其巨大的气体层逸出的，特别是考虑到该行星距离其恒星很近？”皮奥莱特说。 “这促使我们进行彻底的分析，以确定其形成历史。”
到目前为止，我们对气态巨行星形成的理解主要基于我们最容易研究的那些：和木星。
它们的核心质量都是地球质量的 10 倍以上，因此天文学家认为如此巨大的核心是气态巨行星形成的先决条件。 它将提供触发失控吸积所需的质量，并在绕新生恒星运行的原行星盘物质不再足够之前，迅速积聚尽可能多的气体和尘埃。
但 WASP-107 系统中的一些线索指出了 WASP-107b 可能的形成路线。 它的低核心质量可能就是其中之一。 事实上，这颗系外行星正在蒸发，这表明它在目前的近轨道上形成会更加困难。
该团队还有另一个发现。 在对这颗恒星的长期观测中，他们发现了第二颗系外行星 WASP-107c 的证据，该行星距离更远，轨道周期为 1,088 天。 该轨道也非常偏心，呈椭圆形，这表明与另一个天体（可能是婴儿 WASP-107b）存在引力相互作用。
“对于 WASP-107b，最可能的情况是行星形成于远离恒星的地方，盘中的气体足够冷，气体吸积可以很快发生，”天文学家伊芙·李说加拿大麦吉尔大学博士。
“该行星后来能够通过与圆盘或系统中其他行星的相互作用迁移到当前位置。”
研究小组认为，WASP-107b 可能是系外行星的最佳例子之一，在过程被中断之前，它非常接近失控的吸积，可能是通过与 WASP-107c 的相互作用，将其向内抛向恒星。
这可能使其成为一颗优秀的系外行星，用于研究核心需要多大才能触发气态巨行星的形成。 该团队计划用更灵敏的仪器重新审视 WASP-107b，以帮助解开这个谜团。
“像 WASP-107b 这样的系外行星在我们的太阳系中没有类似的行星，使我们能够更好地了解行星形成的一般机制以及由此产生的系外行星的多样性，”皮奥莱特说。 “这激励我们详细研究它们。”
该研究发表于天文杂志。
