TESS发现的最短周期气态系外行星

TOI-2109 的相位折叠 TESS SPOC-SAP 光变曲线。图片来源：Wong 等人，2021 年。

使用美国宇航局的凌日系外行星测量卫星（TESS），一个国际天文学家小组发现了一颗新的超热气体巨行星，其轨道周期极短。新发现的外星世界，命名为 TOI-2109b，其质量大约是木星的五倍，是迄今为止已知周期最短的气态巨行星。11 月 23 日在 arXiv.org 上发表的一篇论文报告了这一发现。

TESS 正在对大约 200,000 颗太阳附近最亮的恒星进行调查，目的是寻找凌日系外行星。到目前为止，它已经确定了超过 4,700 颗候选系外行星（TESS Objects of Interest，或 TOI），其中 172 颗迄今已得到确认。

由麻省理工学院 (MIT) 的 Ian Wong 领导的一组天文学家最近证实了另一个由 TESS 监测的 TOI。他们报告说，已经在一颗被称为 TOI-2109（或 TIC 392476080）的中晚期 F 型星的光变曲线中确定了一个凌日信号。后续观察证实了该信号的行星性质。

该研究的作者写道：“在这篇论文中，我们描述了一个新发现的凌日超热木星——TOI-2109b——在撰写本文时，它的轨道周期是任何已知气态系外行星中最短的。”

TOI-2109b 的半径约为 1.34 木星半径，而其质量估计约为 5.02 木星质量。这颗行星每 16 小时 8 分钟绕其宿主运行一次，距离它大约 0.018 天文单位。这使它成为迄今为止探测到的周期最短的气体巨行星。TOI-2109b 的平衡温度经计算约为 3,646 K，这使研究人员能够将其归类为超热木星。

母星 TOI-2109 比太阳大 70%，其质量估计为 1.45 个太阳质量。它的光度为4.71太阳光度，有效温度为6,530 K，金属丰度为0.068。这颗恒星估计有 17.7 亿年的历史，距离地球约 854 光年。

天文学家写道，TOI-2109b 的极短轨道和强烈的行星-恒星引力相互作用使该系统成为寻找潮汐轨道衰变的理想目标。此外，他们补充说，高水平的恒星辐射和宿主的亮度，使 TOI-2109b 也是深入大气表征的绝佳候选者。

“凭借其极端的辐射和强烈的行星-恒星引力相互作用，TOI-2109b 是一个非常有前景的目标，可以使用当前和近期的望远镜设施来探测轨道衰变、探测潮汐驱动的大气逃逸以及进行深入的后续研究。评估 H2 解离和重组对全球热传输的影响，”该论文的作者总结道。

他们指出，未来应该在 TESS 返回以在扩展任务中观察该系统时对 TOI-2109b 进行相位曲线观测。