体积密度极低系外行星可能是个假像

体积密度极低行星是一种奇怪的系外行星，它的密度只是木星的十五分之一，是地球的六十分之一。现在天文学家对系外行星大气的最新观测为这种不寻常的行星型态提供一些线索。

HIP 41378f 是已知密度最小的系外行星之一，每立方米密度只有90公斤，目前尚不清楚为什麽这类行星如此鬆散，不过HIP 41378f 的低密度可能只是行星凌日法中光变曲线的一个美丽误会。如果这颗行星有环，它的半径可能意外地放大，而降低计算出的行星密度。

美国哈佛-史密松天体物理中心（Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics）卡内基地球与行星实验室（Carnegie Earth & Planets Laboratory）女博士后研究员马立莎·阿蓝（Munazza Alam）的团队分析了HIP 41378f 大气层的近红外线光谱，试图了解这颗不寻常的行星。研究团队使用哈伯勃太空望远镜测量HIP 41378f 在它的母恆星前方近19小时的大气吸收光谱，发现光谱中缺乏大气中分子吸收其母恆星特定波段的暗线，几乎没有行星大气的特徵，团队也利用大气模型排除含有丰富氢和氦的蓬鬆大气组成，因此行星凌日造成的光度下降可能包含行星环所产生的效应。根据计算，HIP 41378f 的真实半径可能比目前估计的小约六成，使到它的密度增加为每立方米1,200公斤，差不多相当于木星和天王星的密度。

研究团队并没有完全排除具蓬鬆大气的模型，如果使用更长波段的观测资料可能看到行星大气在不同波段下所造成的恆星光度下降，若是行星环则不会有这样的变化。团队认为韦伯太空望远镜的红外光仪器将能胜任这项工作，预计在2022年底和2024年中将有机会重新确认HIP 41378f 的实际组成，是一颗蓬鬆的浮水行星或是像土星一样有一个光环。

【图：美国太空总署；文：节录自台北市立天文科学教育馆网页】研究全文刊登在2022年3月1日出版的《天体物理学快报》；标题是：The First Near-infrared Transmission Spectrum of HIP 41378 f, A Low-mass Temperate Jovian World in a Multiplanet System

HIP = Hipparcos Space Astrometry Mission = 依巴谷卫星星表

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