天文學家發現距離我們太陽系250 光年的一顆超級地球和一顆亞海王星。這些行星讓我們得以一窺太陽系中缺少但在銀河系中很常見的行星類型。研究人員利用NASA的TESS和HARPS-N 測量了它們的軌道、質量和密度，揭示了有關其成分的有趣細節。

天文學家在TOI-1453 周圍發現了兩顆迷人的系外行星。一顆是超級地球，另一顆是超輕亞海王星，可能被厚厚的大氣層所籠罩。 （藝術家眼中的TOI-1453。）圖片來源：Martin Farnir

TOI-1453 c 的輕質性質暗示其擁有厚厚的大氣層或以水為主的內部，使其成為未來大氣研究的令人興奮的候選對象。

天文學家發現了兩顆圍繞著TOI-1453 運行的系外行星，TOI-1453 是一顆距離我們約250 光年的恆星。這兩顆行星分別是一顆超級地球和一顆亞海王星，是銀河系中最常見的行星類型，但它們並不存在於我們的太陽系中。這項發現最近發表在《天文學與天體物理學》上，為研究行星大氣和了解這些世界的形成和演化方式開闢了新的機會。

TOI-1453 是天龍座雙星系統的一部分，比太陽略小且溫度略低。圍繞這顆恆星運行的兩顆新發現的行星為行星多樣性提供了有趣的視角。雖然超級地球和亞海王星在系外行星中占主導地位，但它們的成分和大氣特性仍然是個謎。這項發現為我們自己以外的行星系統的形成和發展提供了寶貴的見解。

研究人員利用美國太空總署的凌日系外行星勘測衛星( TESS ) 和HARPS-N 高解析度光譜儀的數據，證實了TOI-1453 b 和TOI-1453 c 的存在。

「這兩顆行星的特徵呈現出有趣的對比，」列日大學天文物理學家Manu Stalport 解釋道。 TOI-1453 b 是一顆超級地球，比我們的星球略大，可能由岩石組成。它只用4.3 天就完成了公轉，是距離恆星非常近的行星。相較之下，TOI-1453 c 是一顆亞海王星，大小約為地球的2.2 倍，但質量極低，僅為地球的2.9 倍。這使它成為迄今為止發現的密度最小的亞海王星之一，這引發了人們對其成分的質疑。 」

已測量質量和半徑的系外行星在此圖中顯示為灰色。 TOI-1453 b（橘色）和TOI-1453 c（綠色）疊加。行星密度越低，在圖表左側顯示的位置就越高。 TOI-1453 c 是質量在2 到4 個地球質量之間的行星中密度最小的系外行星之一。在這個質量範圍內，行星通常較小且與超級地球相似，而亞海王星則很少見。顯示的曲線代表理論成分模型：實線表示沒有大氣層的模型，而虛線則對應於與地球相似的岩石行星，周圍環繞著質量分數不同的氫和氦大氣層。 TOI-1453 c 位於質量半徑圖的一個區域，該區域與厚大氣層或覆蓋水含量高的行星的薄氣體包層相容。資料來源：Lopez2014

探測系外行星仍然是一項複雜的任務。研究小組依靠兩種關鍵方法來確認他們的發現。凌日法（TESS 數據）測量行星經過主恆星前方時的大小和軌道周期，導致亮度略微下降。使用的第二種方法是徑向速度測量（HARPS-N 數據），它涉及觀察恆星在行星引力作用下速度的變化。透過研究行星對其主恆星施加的引力影響，研究人員能夠測量它們的質量和密度。

「所有這些觀測都表明，TOI-1453 c 的質量相對於其大小而言極輕，這表明它可能擁有厚厚的富含氫的大氣層或以水為主的成分。這使它成為未來大氣研究的理想候選者，」Manu Stalport 滿懷熱情地說。了解它們的形成和演化可以為包括我們自己的行星系統在內的行星系統的發展提供線索。 」

此外，這兩顆行星的軌道接近3:2 共振，這意味著內行星每繞三圈，外行星幾乎正好繞兩圈。這種共振被認為是軌道遷移的自然結果，為行星如何移動並進入最終軌道提供了線索。

這項發現開啟了新的研究前景。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡( JWST )等觀測儀器可以分析TOI-1453 c 的大氣層，以確定其主要成分。如果這顆行星擁有大量富含氫的大氣層或以水為主的內部，它可能會重新定義我們對亞海王星及其形成的理解。

編譯自/ ScitechDaily