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海王星大小的超大系外行星的密度比钢还高

摘要 天文学家认为,海王星大小的行星 TOI-1853b 的独特组成是巨大行星碰撞的结果。TOI-1853,也称为 TYC 1468-1031-1 和 TIC 73540072,...

天文学家认为,海王星大小的行星 TOI-1853b 的独特组成是巨大行星碰撞的结果。

TOI-1853,也称为 TYC 1468-1031-1 和 TIC 73540072,是一颗安静的 K2 矮星,质量约为太阳的 85%。

这颗恒星位于牧夫座,距太阳约 167 秒差距(545 光年)。

TOI-1853 拥有一颗巨大的凌日系外行星,称为 TOI-1853b,其轨道为 1.24 天。

该外星世界的半径为地球半径的3.5倍,质量为地球质量的73倍,几乎是迄今为止已知的任何其他海王星大小行星的两倍,密度为9.7克/厘米3。

TOI-1853的特性给行星形成和演化的传统理论带来了难题,它可能是几次原行星碰撞的结果,也可能是一颗最初高偏心率行星迁移到更靠近其母星的最终状态。

布里斯托大学天文学家菲尔·卡特说:“我们有强有力的证据证明太阳系行星体之间存在高能碰撞,例如月球的存在,以及少数系外行星的良好证据。”

“我们知道系外行星系统中的行星种类繁多;许多行星在我们的太阳系中没有类似物,但其质量和成分通常介于岩石行星和海王星/天王星之间。”

“我们发现,最初的行星体可能需要富含水并以超过 75 公里/秒的速度遭受极端巨大的撞击,才能产生观测到的 TOI-1853b。”

“这个星球非常令人惊讶,”布里斯托大学研究生窦景耀说。

“通常我们预计由这么多岩石形成的行星会成为像木星这样的气态巨行星,其密度与水相似。”

“TOI-1853b 的大小与海王星相当,但密度比钢还高。”

“我们的研究表明,如果行星在形成过程中经历了极其活跃的行星与行星碰撞,这种情况就可能发生。”

“这些碰撞带走了一些较轻的大气层和水,留下了一颗富含岩石的高密度行星。”

布里斯托大学天文学家佐伊·莱因哈特 (Zoë Leinhardt) 表示:“我们之前没有调查过如此极端的巨大影响,因为它们不是我们所预料到的。”

“为了改进我们模拟所依据的材料模型,并扩大模拟的极端巨大撞击的范围,还有很多工作要做。”

这一发现发表在《自然》杂志上的一篇论文中。

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