美國宇航局凌日系外行星勘測衛星TESS研究團隊發現運行“最快”的熱木星TOI
時間：2025-12-10 04:55:02 來源：骨軟筋酥網
美國宇航局凌日系外行星勘測衛星TESS研究團隊發現運行“最快”的熱木星TOI-2109b
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學報（辛雨）：迄今為止科學家發現的最令人困惑的行星是“熱木星”—— 一個巨大的氣體星球，大小與木星差不多，美國可以在10天內圍繞著自己的宇航S研恒星完成一次公轉。科學家已經在太陽系外發現了約400顆熱木星，局凌究團但它們仍是日系熱木行星科學中最大的未解之謎之一。
近日，外行美國宇航局（NASA）凌日系外行星勘測衛星（TESS）研究團隊發現了運行“最快”的星勘星T現運行的星熱木星之一，它的測衛質量約為木星的5倍，可以在短短16小時內圍繞其恒星旋轉一周，最快其軌道是美國目前已知的氣體巨星中最短的。相關研究結果11月23日發表于《天文學雜志》。宇航S研
2020年5月13日，局凌究團TESS開始觀測TOI-2109。日系熱木這是外行一顆位于大力神星座南部的恒星，距離地球約855光年。星勘星T現運行的星在近一個月的時間里，該航天器收集了恒星光線的測量數據。TESS團隊隨后分析了凌日現象。數據進一步證實，TOI-2109確實擁有一顆每16小時經過一次的天體。
該團隊將信息分享至天文學界，接下來的一年，多個地面望遠鏡跟進，在一定的頻帶范圍內進行更近距離的觀察。這些觀測結合TESS的初步探測，證實了凌日天體是一顆熱木星，被命名為TOI-2109b。
通過分析各種光學和紅外波長的測量結果，該團隊確定TOI-2109b的質量約為木星的5倍，非常接近其恒星，距離約150萬英里。通過觀察這顆行星在可見光和紅外波長下從其恒星后面經過的過程，研究人員估計TOI-2109b日面溫度約為3500開爾文，接近6000華氏度，是迄今為止探測到的溫度第二高的行星。
從性質來看，天文學家認為TOI-2109b正在“軌道衰變”過程中，也就是盤旋著進入它的恒星。根據觀測到的系統特性估計，TOI-2109b正以每年10~750毫秒的速度旋轉進入其恒星，比迄今為止觀測到的任何熱木星都快。據預測，這是由其極短的軌道導致的。
“如果幸運的話，在一兩年內，我們就可能探測到這顆行星是如何靠近其恒星的。”論文作者、NASA戈達德太空飛行中心Ian Wong表示，“我們在有生之年不會看到它落入恒星，但再過1000萬年，這顆行星可能就不存在了。”
Wong說：“像TOI-2109b這樣的超熱木星構成了最極端的系外行星子類。我們才剛剛開始了解它們大氣中發生的一些獨特的物理和化學過程，而在太陽系中并沒有類似的過程。”
論文共同作者、麻省理工學院Kavli天體物理和空間研究所的科學家Avi Shporer說：“我們還處于嘗試回答超熱木星問題的最初階段。”
研究人員希望在不久的將來用更強大的工具觀測TOI-2109b，包括哈勃太空望遠鏡和即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。更詳細的觀察可以揭示熱木星落入其恒星時所經歷的情況。
相關論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac26bd
相關報道：天文學家發現一顆熾熱的巨行星 只需16個小時就能繞其恒星公轉一周
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：水星是我們太陽系中的速度冠軍，它每88天圍繞太陽運行一次，其平均速度為47公里/秒。它與太陽的平均距離為5800萬公里（3600萬英里），它的速度如此之快，所以以翼足之神命名。但是，如果不是水星，而是木星離太陽最近呢？如果木星比水星更接近太陽，而且溫度高得多呢？
在大約855光年外的一個遙遠的太陽系中，有一顆行星讓水星看起來像是太陽的一個緩慢、冰冷、遙遠的鄰居。這顆行星繞著它的恒星運行的時間只有16個小時，這使它成為有史以來測量的最短軌道之一。在這樣的距離和速度下，加上該行星極高的表面溫度，它是迄今為止發現的最奇特的行星之一。
這顆行星的名字是TOI-2109b，它被天文學家稱為"超熱木星"。熱木星是氣態巨行星，它們的軌道離恒星特別近，表面溫度非常高。超熱木星甚至更加極端。它們的表面溫度高于2200開爾文（1900攝氏度，3500華氏度）。天文學家估計，TOI-2109 b的日面溫度大于3500開爾文（3225攝氏度，5840華氏度），和一些小恒星一樣熱。
發表在《天文學雜志》上的一篇新論文介紹了這一發現。這篇論文的標題是"TOI-2109。一個在16小時軌道上的超熱氣體巨人"。主要作者是Ian Wong，目前在美國宇航局戈達德太空飛行中心工作，但在這項研究期間是麻省理工學院的博士后。
NASA的TESS（凌日系外行星探測衛星）在2020年5月發現了這顆行星。TESS在5月13日開始觀察它，并持續觀察了近一個月。在接下來的一年里，多個地面觀測站以不同的波長進行了后續觀測。所有這些觀測結果都證實，TOI-2109b是一顆罕見的、不尋常的行星。
研究報告的共同作者、麻省理工學院Kavli天體物理學和空間研究所的Avi Shporer說："一切都與它是一顆行星相一致，我們意識到我們有一些非常有趣和相對罕見的東西。"
TOI-2109 b的16小時軌道周期是迄今為止測量到的最短的氣態巨行星。(該行星的質量比我們的木星大五倍，它圍繞著一顆F型恒星運行，質量比我們的太陽大1.5倍。很難想象這種安排對同一系統中的任何觀測者來說會是什么樣子。)
這顆行星之所以這么熱，是因為它距離其恒星平均只有240萬公里（150萬英里）。它可能像其他熱木星和超熱木星一樣被潮汐鎖定在其恒星上。極高的日面溫度可以將分子撕裂成其組成的原子。理論模型顯示，這可能發生在分子氫上。如果夜晚的一側溫度明顯較低，那么氫氣就可以再次結合成分子。
一個月的TESS觀測意味著研究小組可以觀察到這顆行星圍繞其恒星運行的情況。他們觀察了二次日食--當一顆行星在其恒星后面經過時，有多個波長。這幫助他們確定白天的溫度可能超過3500K。但研究人員并不確定夜間會發生什么，因為TESS不夠敏感。如果分子氫在白天被撕碎，在夜間重新結合的反應過程是真的，那么這可能有助于在大氣中更有效地混合溫度，并可能意味著溫度沒有那么極端。
研究人員發現，TOI-2109b正以每年約10至750毫秒的速度緩慢地螺旋式進入恒星。天文學家已經發現了其他的熱木星，它們的軌道衰變將它們吸引到它們的恒星中，但是沒有任何東西能像這個一樣快。
TOI-210 b的極端性質有助于確認超熱和熱木星作為最極端類型的系外行星之一的地位。更強大的望遠鏡將揭示這顆行星的更多性質，研究小組希望哈勃能夠與即將發射的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡一起研究它。觀察當這顆行星越來越接近恒星時會發生什么，對天文學家來說特別有趣。
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