天文学家发现炽热而致密的行星

白天，系外行星 GJ 367b（此处以艺术家的渲染图显示）太热了，它所支撑的铁几乎开始融化。图片来源：SPP 1992 (Patricia Klein)            

在发表在《自然》杂志上的一项新研究中，研究人员表明，这颗行星距离地球 31 光年，是当今已知的近 5,000 颗系外行星（我们太阳系以外的行星）中最轻的一颗，地球质量的一半。它的直径只有 9,000 多公里，比火星略大。

该团队表示，这项研究代表着寻找“第二个地球”的方向向前迈进了一步，因为它表明天文学家甚至可以确定非常小的行星的特性。

共同作者 Vincent Van Eylen 博士（UCL Mullard 空间科学实验室）说：“在这项新研究中，使用两种方法计算了这颗行星的大小和质量，这两种方法都涉及分析行星恒星的光。一种是测量当行星从它前面经过时恒星发出的光的微小下降。这是使用来自美国宇航局过境系外行星测量卫星 (TESS) 的数据完成的。

“另一种方法是根据行星对恒星运动的影响来推断行星的质量。这种运动是轻微的——以每秒 80 厘米的速度，不超过步行速度——所以我们很高兴我们能够从 31 光年外探测到这种微小的运动。”

该研究涉及 78 名研究人员，由德国航空航天中心 (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) 行星研究所的天文学家领导。

DLR 的主要作者 Kristine Lam 博士说：“从其半径和质量的精确测定来看，GJ 367b 被归类为一颗岩石行星。这使其成为亚地球大小的类地行星之一，并使研究向前迈进了一步寻找‘第二个地球’。”

GJ 367 b 属于“超短周期”（USP）系外行星群，它们在不到 24 小时内绕其恒星运行。“我们已经知道其中一些，但它们的起源目前未知，”林博士说。“通过测量 USP 行星的精确基本特性，我们可以瞥见该系统的形成和演化历史。”

在使用 TESS 和凌日法发现这颗行星之后，随后使用欧洲南方天文台 3.6m 望远镜上的 HARPS 仪器从地面研究其恒星的光谱。

结合不同的评估方法，确定了行星的半径和质量：其半径为地球半径的72%，质量为地球质量的55%。

通过分别以 7% 和 14% 的精度确定其半径和质量，研究人员还能够得出有关系外行星内部结构的结论。它是一颗低质量的岩石行星，但密度比地球高。“高密度表明这颗行星以铁核为主，”Szilárd Csizmadia 博士说。

“这些特性与水星的特性相似，它的铁和镍核不成比例地大，这将它与太阳系中的其他类地天体区分开来。”

然而，这颗行星靠近它的恒星意味着它暴露在极高水平的辐射下，比地球所经历的辐射强 500 多倍。地表温度可能高达 1500 摄氏度——所有岩石和金属都会在这个温度下熔化。

这颗新发现的系外行星的母星是一颗名为 GJ 367 的红矮星，它的大小只有太阳的一半左右。这有利于它的发现，因为轨道行星的凌日信号特别重要。红矮星不仅比太阳小，而且比太阳更冷。这使得它们的相关行星更容易被发现和表征。它们是我们宇宙邻域中最常见的恒星物体之一，因此是系外行星研究的合适目标。

研究人员估计，这些红矮星，也被称为“M 级恒星”，平均有两到三颗行星环绕，每颗行星的大小最多是地球的四倍。