天文學家發現了一顆大小和海王星相當的行星，名叫TOI-3261 b，它的執行軌道與其母恆星極為接近行，這是目前發現第4顆這類的行星，它可能提供此類行星如何形成的線索。
研究團隊使用凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS）太空望遠鏡發現了這顆系外行星，之後使用澳大利亞、智利和南非的地面望遠鏡進行了進一步觀測。測量顯示這顆新行星位於「熱海王星沙漠」（hot Neptune desert），一種成員數目極少的行星類別，因其稀有性而令人聯想到荒涼沙漠的景色。這類系外行星的大小和成分與我們的海王星類似，但其軌道與恆星極為接近。TOI-3261 b上的「一年」僅有21小時。如此緊密的軌道使這顆行星成為目前僅有的4顆，質量已經被精確測量的超短週期熱海王星之一。
圖說：藝術家描繪的熱海王星TOI-3261 b。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/K. Miller (Caltech/IPAC)
行星TOI-3261 b是測試新的行星形成電腦模型的理想候選行星，熱海王星之所以如此罕見，部分原因是在如此接近恆星的地方，很難保留厚厚的氣態大氣層。恆星的質量很大，因此會對周圍的物體會施以強大的引力，這會剝奪鄰近行星周圍的氣體層。恆星也會釋放出巨大的能量，把氣體層吹散。
這兩個因素都意味著熱海王星如TOI-3261 b，起初可能更大，類似於木星大小的行星，但之後失去了大部分的質量。透過模擬不同的起始點和發展情況，研究團隊確定這顆恆星和行星系統約有65億年的歷史，而這顆行星一開始是更大的氣體巨行星。然而，它可能是透過兩種方式失去質量，光蒸發，即來自恆星的能量導致氣體粒子消散；以及潮汐剝離，即來自恆星的引力將行星上的氣體層層剝離。這顆行星也可能是在距離恆星較遠的地方形成的，在那裡這兩種效應的強度都會較弱，使其得以保留大氣層。這顆行星剩餘的大氣層是其最有趣的特徵之一，很可能需要進一步的大氣分析，或許有助於揭開這顆 「熱海王星沙漠 」的形成歷史。
行星TOI-3261 b的密度約為海王星的兩倍，這表示其大氣層中的較輕的部分已隨時間剝離，只剩下較重的成分。這顯示這顆行星一開始的大氣層包含了各種不同的元素，但在現階段，我們很難確定到底是什麼元素。透過紅外光觀測這顆行星，或許可以解開這個謎題，使用韋伯太空望遠鏡可以看到行星大氣層中不同分子的特徵。這不僅有助於天文學家瞭解TOI-3261 b的過去，還有助於揭示所有熱巨行星背後的物理過程。相關研究成果發表於《The Astronomical Journal》期刊上。（編譯／趙瑞青）
資料來源：PHYS.ORG
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