固态还是气态？天文学家揭示太阳系外超级类地行星的奥秘学术资讯

▲艺术家对一个拥有三个超级类地行星的恒星系统所作的印象画。

据美国卡耐基科学研究院近日在phys.org发表的一篇文章透露，其研究员乔安娜·泰斯科（Johanna Teske）领导的一项新研究表明，双鱼座中一颗距地球约一百光年、名为“GJ 9827”的恒星系统中，可能含有迄今为止人类发现的体积最大、密度最高的超级类地行星之一，这一消息将为天文学家更好地了解这类行星的形成过程提供研究证据。

美国国家航空航天局（NASA）为寻找系外行星而发起的“开普勒/K2”任务发现，GJ 9827恒星周围实际上有三颗行星环绕，并且这三颗行星都比地球略大。从理论上讲，为了试图知晓系外行星的构成，科学家需要测量它们的质量和半径，由此才能够计算出它们的体积和密度。当以这种方式将行星形态进行量化时，天文学家发现事实证明，半径比地球大1.7倍的行星有气态的包层，如海王星，而那些半径小于1.7倍的行星则是由岩石构成的，如地球。

环绕GJ 9827的三颗行星如此特殊的原因在于，它们的半径分别是地球的1.64倍（行星b）、1.29倍（行星c）和2.08倍（行星d），这意味着这三者分别位于由岩石构成的超级类地行星和呈部分气态的亚海王星行星之间半径分界线的两边。

该科学家团队一直用行星搜寻摄谱仪（PFS）对GJ 9827进行持续的监控，所以他们能够用已获取的数据将三颗行星的质量缩小到一定范围内。PFS的观测表明，行星b的质量大约是地球的八倍，这将让它成为迄今为止人类发现的体积最大、密度最高的超级类地行星之一。行星c和行星d的质量估计分别大约是地球的两倍半和四倍，尽管这两个估值还有很大的不确定性。

这些数据暗示着，行星d有一个状态相当不稳定的包层，而行星c是否也同样如此还有待考证。但是，行星b质量范围在缩小后也暗示，它的构成大约有50%是铁。

“虽然要进一步确定这三颗行星的组成成分需要更多的观测数据，但是他们似乎的确是我们研究超级类地行星是如何形成演化的最佳对象，并很有可能会让NASA即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜派上用场。”。

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编译：朱明逸审稿：西莫编辑：张梦

来源：https://phys.org/news/2018-02-rocky-gassy-astronomers-mysteries-super-earths.html