天文学家发现新的棉花糖系外行星WASP 193b

附近明亮恒星周围的气态巨系外行星为行星系统的形成和演化机制提供了重要的见解。这些行星大多数都表现出某些平均特征，作为我们理解行星系统的基准。然而，像 WASP-193b 这样的异常值提供了探索非常规形成和演化过程的独特机会。这颗系外行星的质量为木星质量的 0.14 倍，半径为木星半径的 1.5 倍，密​​度极低，为 0.059 g/cm 3，比木星等标准气态巨行星至少低一个数量级。

“WASP-193b 是迄今为止发现的密度第二小的行星，仅次于开普勒 51d，后者要小得多，”列日大学天文学家 Khalid Barkaoui 博士说。

“它的密度极低，使其成为迄今为止发现的五千多颗系外行星中真正的异常。”

“即使在无芯结构的不切实际的假设下，这种极低的密度也无法通过受辐射气体巨星的标准模型来重现。”

WASP-193b每 6.25 天绕一颗名为WASP-193的 F9 型主序星运行一次。

该系统也称为 TIC 49043968，位于长蛇座，距离地球 1,200 光年。

WASP-193b 最初是在广角行星搜索(WASP)的档案数据中发现的。

Barkaoui 博士和同事随后使用 TRAPPIST-South 和 SPECULOOS-South 天文台测量不同波长的行星信号，并验证食天体的行星性质。

最后，他们利用 HARPS 和 CORALIE 摄谱仪收集的光谱观测来测量行星的质量。

“测量结果显示，这颗行星的密度极低。他们计算出，它的质量和大小分别约为木星的 0.14 和 1.5。”

“最终的密度约为 0.059 g/cm 3。相比之下，木星的密度约为 1.33 g/cm 3;而地球的质量更大，为 5.51 g/cm 3。”

“密度与新的蓬松星球最接近的材料之一是棉花糖，其密度约为 0.05 g/cm 3。”

“这颗行星太轻了，很难想象有类似的固态材料，”麻省理工学院教授 Julien de Wit 说。

“它之所以接近棉花糖，是因为两者几乎都是空气。这个星球基本上是超级蓬松的。”

天文学家认为，WASP-193b 主要由氢和氦组成，就像我们银河系中的大多数其他气态巨星一样。

这些气体可能形成一个巨大的膨胀大气层，其延伸范围比木星大气层还要远数万公里。

行星究竟如何膨胀得如此之多，是一个现有的行星形成理论还无法回答的问题。

这当然需要在地球内部深处储存大量能量，但其机制的细节尚不清楚。

“我们不知道如何将这颗行星放在我们现有的所有形成理论中，因为它是所有这些理论中的一个异常值。我们无法解释这颗行星是如何形成的，”安达卢西亚天文学研究所的天文学家弗朗西斯科·波苏埃洛斯博士说。

“更仔细地观察它的大气层将使我们能够限制这个星球的进化路径。”

“WASP-193b 是一个宇宙之谜。解决这个问题需要更多的观测和理论工作，特别是用韦伯测量其大气特性，并让他们面对可能导致如此极端通货膨胀的不同理论机制，”巴卡维博士说。

这一发现发表在《自然天文学》杂志上的一篇论文中。