外星行星系有个比地球宽 99 倍的木星世界

天文学家利用发现第一颗围绕类太阳恒星的系外行星的望远镜，发现了两颗小海王星和一颗超级木星。

TOI-1736 行星系中围绕类太阳恒星运行的行星示意图。

(图片来源：Leandro de Almeida）。

天文学家发现了两个以类太阳恒星为中心的行星系统。这两个系统都包含迷你海王星行星，其中一个还蕴藏着一个巨大的 "超级木星 "世界，它们的质量都比地球大很多倍。对这些星系的研究，可以让我们更好地了解行星是如何围绕类太阳恒星（也被称为 "太阳类似物"）形成和演化的。

宇航员们利用宇航局的凌日系外行星巡天卫星（TESS）和南部上普罗旺斯天文台（OHP）的1.93米望远镜发现了这两个行星系。OHP望远镜在探测太阳系外行星或“系外行星”方面有着悠久的历史。1995 年，天文学家 Michel Mayor 和 Didier Queloz 就是用这台望远镜发现了 51 Pegasi b，这是人们发现的第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星。

这两个新发现的行星系至少有三颗系外行星，分别被命名为 TOI-1736 b、TOI-1736 c 和 TOI-2141 b，其且每一个都加入了系外行星目录，自 20 世纪 90 年代中期以来，该目录的条目数量已超过 5,500 个。

巴黎天体物理研究所科学家、研究的主要作者纪尧姆-赫布拉尔德（Guillaume Hébrard）与其合著者在《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上发表了论文，文中写道：“我们利用TESS测光数据和OHP 1.93米望远镜上SOPHIE仪器获得的光谱数据，对围绕着太阳类似物TOI-1736和TOI-2141的两个行星系统进行探测，并对探测结果及其特征进行了报告。“我们对这些系统进行了详细的光谱分析，以获得其主星的精确径向速度和物理特性。”

TOI-2141：一颗古老恒星周围的行星系统

赫布拉尔德及其同事发现的第一个行星系统是TOI-2141，它距离地球大约250光年，围绕着一颗恒星，其大小与太阳相当，但似乎比太阳更古老。我们之所以知道这一点，是因为TOI-2141的恒星缺乏比氢和氦更重的化学元素，也就是所谓的 "金属元素"。相比之下，我们拥有 46 亿年历史的太阳则富含此类金属。研究小组通过计算后发现，该金属元素的比例表明，这颗新研究的恒星大约有 75 亿年的历史。

这个系统中的行星TOI-2141 b在穿过母恒星表面时被发现，它挡住了来自恒星的部分光线，因此导致恒星在望远镜的取景点上变得暗淡。研究小组能够确定这颗行星的宽度约为地球的三倍，质量约为地球的 24 倍，是一颗迷你海王星系外行星。

TOI-2141 b距离恒星约1200万英里，约为地球与太阳距离的13%。这意味着这颗迷你海王星大约每18.3个地球日完成一次轨道运行，这种距离也使它的温度达到约840华氏度（450摄氏度）。

这颗行星的密度及其炎热的表面温度表明，其岩石核心周围是充满水蒸气的大气层。到目前为止，TOI-2141 b是在TOI-2141系统中发现的唯一一颗行星，但研究小组还没有排除其他更小行星围绕这颗类太阳恒星运行的可能性。

尽管第一个行星系统令人印象深刻，但研究小组发现的第二个行星系统则却更加独特。

奇异的 TOI-1736

TOI-1736距离地球约290光年，比TOI-2141更加奇特。乍一看，它的主星并不起眼，与太阳年龄相仿，大约有 49 亿岁，大小也与太阳差不多，只比太阳大 15%，温度也差不多。然而，TOI-1736 系统之所以与众不同，是因为它的主星上有第二颗更小的伴星，这使得它成为一个双星系统。

大质量恒星通常存在于双星系统中，但对于太阳这样大小的恒星来说，这种双星存在形式就比较罕见了，只有大约 44% 的太阳类似物有伴星。更奇怪的是，TOI-1736 的伴星距离主恒星非常遥远，研究小组发现的系外行星实际上只围绕该系统的主恒星运行。

更具体地说，赫布拉尔德及其同事在这个奇异的恒星系统中发现了两颗行星。第一颗是另一颗迷你海王星，宽度大约是地球的2.5倍，质量是地球的13倍。这颗名为TOI-1736 b的行星绕恒星运行的距离仅为650万英里，约为地球与太阳之间距离的7%，完成一个轨道运行的时间约为7.1个地球日。TOI-1736 b与恒星的距离很近，这意味着它的温度约为1500华氏度（800摄氏度）。

该系统的第二颗行星 TOI-1736 c 是一颗所谓的 "超级木星"，质量约为地球的 2,800 倍，宽度约为木星的 9 倍，比地球宽 99 倍，令人惊叹。

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TOI-1736 c距离它的恒星大约1.28亿英里，大约是地球和太阳之间距离的1.3倍，这意味着它大约每570个地球日完成一次轨道运行。这个距离也使这颗行星处于母恒星的宜居带--在此距离下，水可以以液态存在。TOI-1736 c是一颗气态巨行星，所以它没有固体表面，但它可能有表面存在液体水的卫星--这也许能使它们宜居？

这些问题的答案将随着时间的推移而揭晓；与此同时，研究小组正在关注TOI-1736周围似乎存在第三颗行星的一些迹象。不久之后，他们打算利用 OHP 的 SOPHIE 光谱仪对这一线索进行研究。

BY: Robert Lea

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来源: 天文在线