Kepler-51位於天鵝座，距地球約2615光年，是一顆擁有4顆低密度行星的G型恆星，年齡約5億年，也稱為KOI-620。已知3顆類似土星大小，但質量只有地球的幾倍，密度如同棉花糖般超蓬鬆的系外行星，分別是Kepler-51b、c和d，這些行星最早由Kepler太空望遠鏡於2012年發現，其公轉週期分別為45天、85天和130天，呈現1:2:3的比例，擁有氫/氦的大氣層。
超蓬鬆行星非常特殊，它們的質量和密度都很低，我們認為它們有非常小的核心和巨大的氫或氦大氣層，但這些奇怪的行星是如何形成的，以及它們的大氣層又是如何在年輕恆星的強烈輻射下沒有被吹散，仍然是一個謎。研究團隊計劃使用韋伯太空望遠鏡來研究其中一顆行星，來幫助解答這些問題，為了研究第4顆行星Kepler-51e的證據，天文學家利用了包括韋伯、Apache Point天文臺望遠鏡和賓州州立大學Davey實驗室望遠鏡等不同設施，收集橫跨14年間的大量資料集。團隊進行了所謂的蠻力搜尋，測試了許多不同的行星屬性組合，以找出能解釋過去14年所有凌日資料的行星模型，發現如果Kepler-51e的質量與其他3顆行星相似，並且遵循約264天的相對圓形軌道，如此這個訊號就能得到最好的解釋，這是我們根據其他行星系統所預期的。研究團隊發現的其他可能解決方案，包括一顆更大質量的行星在一個更寬的軌道上，但這些可能性較低。
圖說：圖中描繪Kepler-51行星系統。圖片來源：NASA / ESA / L. Hustak, J. Olmsted, D. Player \& F. Summers, STScI.
目前尚不清楚Kepler-51e是否也是一顆超蓬鬆行星，因為研究人員尚未觀測到Kepler-51e的凌日，因此無法計算其半徑或密度。根據研究團隊的說法，這顆行星可能具有不同的質量（小於或等於木星質量）和公轉週期（小於或等於10年）。研究人員表示超蓬鬆行星相當罕見，當它們出現時，通常是行星系統中唯一的一顆，而現在我們還必須解釋第四顆行星，不論它是否是超蓬鬆行星，而且我們也不能排除這個系統中還有其他行星的可能性。Kepler-51e的軌道稍大於金星，並且正好位於這顆恆星的適居帶內，因此如果我們花時間觀察，在這個距離以外可能還有更多的事情發生。繼續觀察凌日時間變化可能有助於我們發現距離恆星更遠的行星，也有助於尋找可能支援生命的行星。相關研究成果發表於《The Astronomical Journal》期刊上。（編譯／趙瑞青）
資料來源：SCI NEWS
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