大小如木星的“禁忌行星”TOI-5205 b让天文学家感到困惑
一位艺术家构思的气态巨行星TOI-5205 b绕着一颗小型冷红矮星运行。 图片来源：uux.cn凯瑟琳·凯恩，卡内基科学
（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：有一颗“禁忌”的奇异星球，距离地球大约282光年。这颗类似木星的行星TOI-5205 b是首颗大气层中重元素远少于同大小天体的系外行星，同时拥有自己的红矮星。根据《天文学杂志》上一个国际团队的报道，这颗禁忌行星挑战了关于宇宙进化的普遍假设。
TOI-5205 b于2023年通过NASA的凌日系外行星巡天卫星（TESS）发现。从那时起，全球的天文学家通过包括光谱学在内的多种技术研究这颗行星的成分。每当行星经过其主恒星前方——这一过程称为凌日——它会阻挡约6%的整体光线。通过空间望远镜光谱学，研究人员可以将剩余波长分解为特定的色带，每个色带对应其大气中的元素。
经过三次凌日，天文学家确定TOI-5205 b拥有含有甲烷和硫化氢等化合物的大气层。然而，他们更惊讶的是这颗行星的内部情况。利用考虑行星质量和半径的先进计算机建模系统，团队现在认为TOI-5205 b的金属含量约为其大气层的100倍。无论如何，它的金属含量远低于恒星。
“我们观测到的金属丰度远低于我们模型预测的行星整体成分，”研究合著者、卡内基科学天文学家舒布汉·卡诺迪亚在声明中解释道。“这表明其重元素在形成过程中向内迁移，现在内部和大气不再混合。”
结果是一颗金属行星，大气层碳含量高但氧气含量低。TOI-5205 b 绕行一颗约为木星四倍大的恒星，但质量仅为太阳的40%。行星通常由包裹年轻恒星的旋转尘埃和气体盘演化而来。然而，TOI-5205 b的体积和与相对较冷恒星的近距离带来了更多疑问而非答案。需要更多分析，但很明显，这个“禁忌”行星正在复杂化曾经被接受的行星生命周期观念。
“这些发现对我们理解恒星生命早期巨行星形成过程具有重要意义，”研究合著者、伯明翰大学天文学家安贾莉·皮耶特表示。“这颗行星的金属含量低于其母星，使它在迄今为止所有被研究过的巨行星中脱颖而出。”
