密度与棉花糖相当的气态巨行星打破了所有规则

最近发现的数千颗围绕太阳以外恒星运转的行星都呈现出一定的模式。因此，当发现行星打破这些模式时，天文学家们就会感到好奇，尤其是当他们对自己发现的现象的解释充满信心时。

最新的“规则破坏者”名叫 TOI-3757 b，这个名字听起来并不叛逆，位于御夫座，距离地球 580 光年。它的半径比木星大 10%，但质量仅为木星的四分之一。事实上，它是迄今为止发现的围绕红矮星运行的密度最低的气态巨行星。

众所周知，土星的密度低于水，因此儿童天文学书籍有时会将其描绘成漂浮在浩瀚海洋上的景象。TOI-3757 b 的密度比水低 60%；仅为每立方厘米 0.27 克（每立方英尺 0.037 磅）。发现它的天文学家将其比作棉花糖，所以也许我们需要一杯巨大的热巧克力，让它在里面上下浮动。

尽管 TOI-3757 b 很轻，但如果它绕着一颗更像太阳的恒星运行，它就不会引人注目。然而，红矮星周围气态巨行星本来就很少见——目前只发现了 10 颗，占已知行星的 0.2%，因此如此微不足道的行星需要解释。

TOI-3757 b 可能形成的一个线索是，它的母星 TOI-3757 的金属丰度（天文学上定义为任何比氦重的元素）是最低的。已知拥有巨行星。行星形成的盘的成分反映了恒星的成分，因此当 TOI-3757 b 形成时，较重的元素可能不足。

论文提供的第二种解释是，TOI-3757 b 的轨道对于一颗巨行星来说异常狭长。作者认为，行星每 3.5 天靠近恒星然后再次远离恒星时产生的内部热量可能会导致行星膨胀。

有些行星-恒星组合非常罕见，因为我们的仪器不太适合寻找它们，比如质量小于火星或轨道较长的行星。然而，寻找气态巨行星比寻找“”，我们发现。因此，天文学家确信，我们对这对恒星的采样并不不足。

由于密度如此之低，TOI-3757 b 对于詹姆斯·韦伯太空望远镜来说是一个特别诱人的目标，目前正在建造中，用于检查其大气层。它最初是由当它使恒星发出的光变暗时，但有些光会通过外层大气过滤到达我们。这让天文学家有机会收集产生的光谱并确定外层的成分。

“寻找更多这样的拥有巨行星的系统（曾经有人认为在红矮星周围极其罕见）是我们了解行星形成方式的目标之一。”舒巴姆·卡诺迪亚博士卡内基科学研究所的一位研究人员在陈述。

该论文发表于天文学杂志（开放存取。