天文学家发现了一个行星系统，揭秘神秘的“超级地球”的形成机制

(资料图)

一项由列日大学和西班牙国家科学研究委员会（CSIC）的研究人员领导的研究——使用美国国家航空航天局（NASA）的TESS望远镜的观测数据——发现了一个由两颗略大于地球的行星组成的系统，它们围绕着一颗冷恒星进行同步舞蹈。这个系统被命名为TOI-2096，距离地球150光年。

这一发现是欧洲和美国大学之间密切合作的结果，得益于美国的太空任务TESS（凌日系外行星巡天卫星），该任务旨在寻找围绕着附近明亮恒星运行的行星。“TESS正在使用凌日法进行全天巡天，也就是说，监测数千颗恒星的亮度，寻找轻微的变暗，这可能是由一颗行星从恒星和观测者之间经过造成的。然而，尽管TESS有能力探测新世界，但该任务需要地面望远镜的支持来确认检测到的信号的行星性质，”Francisco J. Pozuelos解释道，他是这篇论文的第一作者，前列日大学ExoTIC实验室成员，现已加入西班牙国家科学研究委员会（IAA-CSIC）。

TOI-2096 b和TOI-2096 c这两颗行星是用一个国际地面望远镜网络观测到的，从而使它们得到了确认和表征。大多数凌日是用由列日大学领导的TRAPPIST和SPECULOOS项目的望远镜获得的。“通过对数据进行详尽的分析，我们发现这两颗行星处于共振轨道：对于外层行星的每一次轨道，内层行星围绕恒星运行两次，”列日大学ExoTIC实验室的博士生Mathilde Timmermans说，她是这篇科学论文的第二作者。因此，它们的周期非常接近于彼此的倍数，约为3.12天（对于b行星）和约6.38天（对于c行星）。这是一种非常特殊的配置，它导致了行星之间强烈的引力相互作用。这种相互作用会延迟或加速行星在恒星前面经过，并可能在不久的将来使用更大的望远镜测量行星质量。

超级地球概念图

发现这个系统的研究人员估计，b行星的半径——最靠近恒星的那颗——是地球的1.2倍，因此被称为“超级地球”。它的性质可能与地球相似：一颗主要由岩石组成的行星，可能被一层稀薄的大气层包围。同样，c行星的半径是地球半径的1.9倍，是海王星半径的55%，这可能将这颗行星归入“迷你海王星”的类别，这些行星由一个岩石和冰组成的核心和一个富含氢或水的大气层组成，例如我们太阳系中的天王星和海王星。这些大小非常有趣，因为半径在1.5到2.5个地球半径之间的行星数量比理论模型预测的要少，使这些行星成为罕见物。“鉴于它们的大小，这些行星具有至关重要的意义，”Mathilde Timmermans说，“超级地球和迷你海王星的形成至今仍是一个谜。有几种形成模型试图解释它，但没有一个完全符合观测结果。TOI-2096是迄今为止发现的唯一一个系统，它有一颗超级地球和一颗迷你海王星，正好处于模型相互矛盾的大小。换句话说，TOI-2096可能是我们一直在寻找的系统，以了解这些行星系统是如何形成的。”

“此外，这些行星是其类别中最适合研究其可能大气层的行星之一，”Francisco J. Pozuelos解释道。由于行星与宿主恒星之间的相对大小，以及恒星的亮度，我们发现这个系统是用JWST太空望远镜对其大气进行详细研究的最佳候选者之一。我们希望能够通过与其他大学和研究中心协调来快速完成这项工作。这些研究将有助于确认b和c行星周围是否存在大气层（无论广泛与否），从而给我们提供关于它们形成机制的线索。

责任编辑：

关键词：