TOI-4603 b：密度比铅还大的系外行星

作者：地理人来源：未知时间：2023-05-06 阅读：次字体：大中小在线投稿

在730光年外的恒星周围，环绕着一颗木星大小的系外行星，天文学家给了它一个外号-炮弹行星，但这个外号与它的运动速度无关，而是它那令人难以置信的密度。

艺术家笔下的TOI-4603 b想象图

TESS正在对太阳附近大约20万颗最亮的恒星进行探测，目的是寻找凌日系外行星。到目前为止，已经确定了6200多颗候选系外行星，其中3031颗已得到确认。由印度物理研究实验室（PRL）的Akanksha Khandelwal领导的研究小组报告说，在一颗被称为TOI-4603或HD 245134的次巨星f型主序星的光变曲线中发现了凌日信号，并且此信号的行星性质透过后续的仪器径向速度测量得到了证实。

该系外行星全名为TOI-4603 b，质量接近木星的13倍，密度比铅还重，它与它的母恒星距离非常近，这使得它绕恒星一圈仅需7.25个地球日，这种超重的特殊行星正在挑战我们对行星形成和演化的理解。

该行星是迄今为止发现密度最大的巨行星之一，理论上一颗行星的质量是有上限的，因为过重的行星会使得核心的温度及压力足以产生核融合反应成为恒星，一般相信在10至13倍木星质量的临界质量下，它们会成为棕矮星，这种不是行星也不是恒星的类别，其核心可以进行氢融合成氘的反应，但也就仅此而已，不会点燃核心开始发光，一直要达到85倍木星质量才有可能成为恒星。

TOI-4603 b最早是在凌日系外行星巡天卫星的观测资料中发现的，规律的凌日成为了该行星存在的证据之一，经过研究团队的分析，它的半径约为木星的1.042倍，质量为12.89倍，平均密度达到了惊人的14.1g/cm3，与之相较之下，铅的密度「只有」11.2g/cm3、地球的平均密度为5.51g/cm3、木星的密度则为1.33g/cm3。

这对于一颗棕矮星来说，类似的超高密度其实并不奇怪，例如有一颗棕矮星的半径是木星的0.87倍，质量达到了木星的61.6倍，但这是棕矮星的标准。目前TOI-4603 b仍被归类为系外行星，它正处于棕矮星及行星的质量交界，这代表它可能是我们理解棕矮星及巨行星差异的重要桥梁，再加上它的轨道非常椭圆，仍会受到恒星的力量撕扯改变质量；另一个类似的天体称为HATS-70 b它的质量也达到了木星的12.9倍，半径是木星的1.384倍，密度虽然比较小，但它同样非常靠近它的母恒星，两颗系外行星均显示出向内迁移的迹象。

该研究还发现TOI-4603 b的轨道偏心率为0.325。这一发现，加上相对较小的轨道分离，表明这颗行星可能正在经历所谓的高离心率潮汐迁移，意即由另一颗行星或恒星引起的重力散射。

研究人员强调，TOI-4603 b的参数使其成为已知的质量和密度皆最大的巨型系外行星之一。天文学家认为，行星所能拥有的质量在理论上是有限的，该团队假设它属于特定类别的行星，其形成和演化仍然不为天文学家所知。

研究团队认为这种大质量行星的发现，将为我们提供更多行星形成和演化的历史以及行星迁移机制的理解。