245光年外的一个罕见世界可能是解开行星之谜的关键。
一颗名为 TOI-733b 的系外行星的半径略小于地球半径的两倍，绕着一颗比太阳稍小的恒星运行，周期为 4.9 天。对其密度的测量表明，它可能已经失去了大气层，或者是一个被海洋覆盖的水世界。
在如此接近的轨道上，来自恒星的热量可能会蒸发 TOI-733b 的大气层 - 这意味着，在相对较短的时间内，它可能会转变成一块小的、裸露的岩石。
瑞典查尔姆斯理工大学 Iskra Georgieva 领导的天文学家团队表示，这可以帮助科学家找出系外行星记录中一个奇怪的空白：为什么 1.5 到 2 个地球半径之间的世界如此之少。
该研究已接受发表于天文学与天体物理学，可在预印本服务器上获取arXiv。
自从 20 世纪 90 年代发现第一颗系外行星以来，我们掀起了一股系外行星发现热潮。在撰写本文时，超过 5,300 颗系外行星已被发现并得到确认，还有数千名候选者。所有这些意味着我们能够开始看到一些模式的出现。
其中一些模式是因为。两种主要方法是凌日法和径向速度法。
当绕轨道运行的系外行星经过我们和恒星之间时，凌日观测到星光的微弱变化。当恒星被系外行星的引力牵引时，径向速度测量寻找星光波长的微小变化。
这两种方法都能更好地探测近距离轨道上的更大世界，因此我们发现的大部分系外行星都是这些行星。
但其他一些模式无法用人类技术来解释。一个明显的例子是小行星半径山谷。我们发现，在超级地球类系外行星（半径达 1.5 个地球半径）和迷你海王星（半径超过 2 个地球半径）之间，世界少得惊人。
造成这种差距的原因尚不清楚，但最近的证据开始增加– 位于半径谷上侧的世界，在恒星的炽热作用下失去了大气层，在半径谷下侧变得更小、裸露、剥落的核心。
然而，目前尚不完全清楚，恒星是否正在导致质量损失，或者这是一个由系外行星核心逸出的热量驱动的内部过程。
半径谷内的系外行星是解开谜团的关键。如果我们能找到大量正在经历这一过程的世界，行星天文学家就可以对它们进行分析，以更好地理解为什么系外行星的大小存在如此奇怪的差距。
格奥尔基耶娃和她的团队在 NASA 系外行星搜寻望远镜 TESS 收集的数据中发现了一颗绕轨道运行的系外行星，并使用 ESO 拉西拉 3.6 米望远镜的高精度径向速度行星搜索器 (HARPS) 摄谱仪测量了其特征。
TESS 凌日数据揭示了这颗系外行星的轨道周期，使世界距离足够近，足以进行光蒸发。但凌日数据不仅仅揭示了轨道周期。如果你知道恒星本质上有多亮，那么天文学家可以通过系外行星凌日阻挡的光量来了解该系外行星的半径。
这导致测量结果为 1.99 地球半径。 HARPS 摄谱仪测量了恒星的径向速度。同样，这可以帮助测量系外行星。如果您知道恒星的质量，那么当它与系外行星发生引力相互作用时，它的移动量就可以告诉您系外行星的质量是多少。在本例中，该质量为 5.72 地球质量。
然后可以将质量和半径结合起来得出密度，从中可以推断出成分。 TOI-733b的密度为每立方厘米3.98克。这仅比密度大一点点，并且小于地球的密度，地球的密度为每立方厘米 5.51 克。
我们并不确切知道 TOI-733b 是由什么构成的，但该团队进行了建模，发现如果这颗系外行星曾经拥有类似海王星的氢和氦大气层，那么它可能已经失去了它。然而，如果是这样的话，这颗系外行星较重元素的二次大气。
也有可能这是一个海洋世界。在这种情况下，它仍然会失去氢和氦，但剩余的大气将富含水蒸气，这更能抵抗光蒸发过程。在这种情况下，系外行星不会经历任何显着的大气质量损失。
“回答 TOI-733b 是否有次生大气层还是海洋行星的问题，归根结底是区分一颗类海王星行星，它失去了大约 10% 的 H/He，留下了较重挥发物的蒸汽大气层，而一颗在其演化过程中形成并保持相对不变的行星，”研究人员写道。
“虽然超出了本文的范围，但找到这个问题的答案将对我们对系外行星的理解产生广泛的影响。”
不幸的是，我们将不得不等待一段时间才能得到答案。我们可以探测一些凌日系外行星的大气层。这是研究系外行星凌日期间恒星光线变化的问题。任何穿过大气层的光都会发生变化，科学家可以研究这些变化来计算出大气成分。
但 TOI-733b 并不是一颗特别适合进行此类探测的行星。我们必须等待下一代望远镜才能窥探 TOI-733b 的大气秘密。不过，当时机到来时，该团队的研究表明它非常值得一看。
“从各方面来看，TOI-733 b 看起来是一颗有趣的行星，并且有潜力成为解决系外行星科学重大难题的一个小而关键的部分，”他们写。
“随着越来越深入的理论分析以及现有和即将建立的设施对高精度后续研究的承诺，我们似乎正在很好地寻找与行星形成和演化有关的重大问题的答案。”
该研究已被接受天文学与天体物理学，并且可用于arXiv。
