一颗摇摇欲坠的系外行星泄露了它的内脏

马里兰州国家港口— 天文学家第一次直接观察系外行星的内部。

一颗距离我们约 800 光年的系外行星正在将其内部结构释放到太空中，詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 进行了新的观测，让天文学家读懂了内脏，天文学家本周在美国天文学会的一次会议上报告。

“如果这是真的，那就太酷了，”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家梅塞德斯·洛佩斯·莫拉莱斯说道，他没有参与这项新工作。 “你第一次可以直接研究系外行星的内部是由什么组成的。这太令人兴奋了。”

这颗行星是一颗海王星大小的行星，名为 K2 22b，于 2015 年被发现。这颗行星距离恒星非常近，仅用 9 小时就完成了一周的运行。它太小而无法被检测到，但它会周期性地发射它们形成彗星般的尾巴，阻挡了不到 1% 的主恒星光线。

天文学家很快意识到这些尘埃可能是来自行星内部的冷却岩浆。行星内脏的痕迹为弄清楚系外行星地幔的化学成分提供了独特的机会。

研究合著者、宾夕法尼亚州立大学的贾森·赖特 (Jason Wright) 表示，深入了解任何行星的地幔，甚至是地球的地幔，都是具有挑战性的。 “当大自然给你这样的礼物时，你必须接受它。”

Wright 和同事于 2024 年 4 月使用 JWST 的灵敏中红外光谱仪观察了 K2 22b。尘埃中的不同矿物质会发出特定波长的光，让团队能够弄清楚这颗行星是由什么组成的。

这些尘埃似乎不是纯铁，如果这颗行星是一个裸露的核心，周围没有地幔或地壳，科学家们就会预料到这一点。天文学家尼克·图赛 (Nick Tusay) 表示：“可以说，骨头上还剩下肉。”1月14日 会议讲话。

但图赛说，尘埃中的某些东西发出的光很难与任何特定材料联系起来。研究人员首先检查尘埃颗粒是否是氧化镁和一氧化硅，这两种物质预计存在于地幔物质中。但这些矿物与数据不符。

图赛说，令人惊讶的是，这些尘埃看起来很像蒸发的冰中的一氧化氮和二氧化碳。 “如果这是真的，那么我们所看到的就是雪球的崩解，”他说。对于一颗距离恒星如此之近的行星来说，这很难解释。 “这真是太奇怪和出乎意料了。”他已请求给予更多的 JWST 观测时间以了解更多信息。他和他的团队还在论文中报告了他们的结果1 月 14 日提交至 arXiv.org。

洛佩斯-莫拉莱斯同意需要更多的观测来确认行星的组成。 “这是非常初步的，非常有希望，肯定需要更多数据，”她说。观察其他一些已知正在解体的系外行星也很有趣。

一颗新发现的正在分裂的行星可能是最好的起点。麻省理工学院的天文学家 Marc Hon 表示，10 月份，天基 TESS 望远镜发现的一颗行星正在释放出巨大的尘埃云，其体积以 900 万公里长的马蹄形围绕其主恒星延伸了一半1月15日会议报告。这是迄今为止发现的距地球最近的正在解体的行星，因此其内容在 JWST 数据中将更加清晰。

“我们已经证明我们可以用 K2 22b 做到这一点，”Tusay 说。 “这个会更好。”