撰稿:孙梦菲、谢基伟
单位:南京大学天文与空间科学学院
TOI-674 b是一颗低密度超级海王星,其质量约为地球的23倍,其半径约为地球的5倍,并且以2天为周期绕着M型矮星(即太阳系附近常见的质量相对较低、体积相对较小的恒星类型)运行,因此它距离主星是非常近的。这颗2021年6月新发现的系外行星,凭借其特殊的性质引起了研究人员的广泛关注和强烈兴趣。
研究发现,根据测得的质量、半径和周期,TOI-674 b是M型矮星周围质量最大、体积最大的超级海王星之一,并且它也是位于“海王星沙漠”区域范围内的系外行星(注:“海王星沙漠”指的是在现今研究发现的系外行星中缺少短周期的海王星大小的行星的区域)。
如果行星距离主星很近,那么由于主星的辐射,行星大气会发生剥离。因此,现阶段研究能够在TOI-674 b上检测到水蒸气的确是非常出人意料的,这表明它一定是以某种方式设法维持住了上面的水。除此之外,研究人员还要进一步清楚TOI-674 b上到底存在多少水,这对于分析此类行星形成的方式和位置有着很大的影响。
现阶段可以通过行星大气光谱确定大气中存在着水。由于在掩星期间(即行星从它的主星前面经过的过程),来自主星的一部分光会在被观测到之前先穿过行星的大气层,因此,通过观察行星大气分子吸收了哪些波长的光,便可以确定行星大气中存在着哪些化学物质。
最近,成功发射的詹姆斯韦布太空望远镜(JWST)能够对很多系外行星大气进行更加精确的测量。研究人员表示这是非常令人兴奋的事情,因为借此可以揭示TOI-674 b大气成分中的更多细节,比如云和较重元素的存在、以及它真正含有多少水。这些研究有助于进一步了解这颗行星形成的方式和位置,也会更加了解太阳系中的天王星、海王星等冰巨星。
TOI-674 b是为数不多的对这类系外行星进行水蒸气检测的研究之一,当然,它也是后续通过詹姆斯韦布太空望远镜进行大气特征描述和观测的重要候选体。
【图片说明】:TOI-674 b在艺术家的概念图中所呈现出来的样子,可以看到其大气中是具有水蒸气的。版权:NASA/JPL-Caltech。
参考资料:
相关新闻报道:
https://astronomy.com/news/2022/01/water-vapor-found-on-exoplanet-in-neptune-desert
相关研究论文:
https://arxiv.org/pdf/2106.01246.pdf