90光年外的系外行星,或许有类似地球的大气层

一国际团队发现一颗新的亚海王星级系外行星,轨道周期为24天,围绕一颗M型红矮星旋转,之所以能发现它是由于行星大气、恒星小,以及系统远离地球的速度。

系外行星名为TOI-1231 b,是借由凌日系外行星探测卫星(TESS)的光度资料发现,随后通过智利天文台的光谱仪确认,披露系外行星存在、质量及轨道信息。

M型恒星体积较小、光度较低,相同行星经过恒星时,挡住的相对亮度更大,使凌日法更容易检测,故M型恒星对TESS而言更容易检测及研究。

TESS也有个致命缺点,TESS观测分辨率分为2分钟一张及30分钟一张,但不论哪一种,有74%观测天区都受限于一个区域只观测28天,且要从这28天发现两次凌日才算发现系外行星,所以大多数凌日系外行星探测到的周期都小于14天,也正因为如此,轨道周期为24天的TOI-1231 b更有价值。

TOI-1231 b与母恒星距离比日地距离还近8倍,但温度约57℃,这也是M型恒星的功劳,同时也是迄今为止发现能用于大气研究最“凉爽”的温度,整体而言,这颗行星比地球大,比海王星小,平均密度也与海王星相当,或许用亚海王星称呼更适合。

过去20年来的系外行星研究,没有一颗看起来像太阳系,充满地球和海王星大小之间的行星,运行轨道甚至比水星近。虽然新发现的这颗仍然离太阳系行星相差甚远,但与迄今发现动辄成百上千度的表面温度相比,TOI-1231 b简直像冷冻版,低密度代表被大量大气包围,但大气成分仍为谜,有可能是氢或氢─氦大气层,或水气大气层。

由于母恒星近红外亮度极高,成为哈勃太空望远镜(HST)及詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)未来任务的观测目标,论文合著者之一将于6月下旬使用HST观测,有望未来几年披露更多详细资料。研究论文发布于《天文学期刊》。