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200光年外的岩浆世界 直径达地球1.79倍 最大的超级地球

TOI-1075b的系外行星。在太阳系中,我们将八大行星分为气体行星和岩石行星。气体行星中最小的是海王星,半径约为24764公里;而岩石行星中最大的是地球,半径为6378公里,两者之间相差约3.86倍。地球和海王星之间存在一个巨大的空缺,那么位于这两者之间的行星应该属于哪一类呢?随着天文学家发现了系外行星,这个问题似乎有了更清晰的答案。果然,即使在太阳系之外,巨大的行星主要由氢和氦元素组成,而较小的行星则拥有固体表面。

尽管天文学家发现了一些位于地球和海王星之间的系外行星,但它们只是稍微填补了这个空缺,而没有完全填满它。我们之前提到过,这些行星的半径通常小于地球的1.4倍或大于地球的2.5倍,介于这两者之间的系外行星非常罕见。特别是靠近恒星的位置,半径为地球的1.8倍的系外行星更加稀少,这一现象被称为“半径峡谷”。

天文学家们提出了一些理论来解释这个现象,其中一个主流观点是:当系外行星达到一定尺寸(以2.5倍地球半径为例)并具有足够的质量时,它们能够保留大量的大气层;然而,如果系外行星的岩石体积不够大(以1.4倍地球半径为例),即使它们曾经拥有浓厚的大气层,使其半径足够大(例如达到地球半径的1.8倍),大气也会被吹散,使行星的半径主要由岩石组成。

因此,我们只有在非常幸运的情况下才能发现相对较小的行星,因为它们还没有失去全部的大气层。根据上述理论,在地球的1.4倍到2.5倍半径范围内的行星,岩石应该与地球相似,并且拥有以氢和氦为主的浓厚大气层。

最近,天文学家确实发现了一颗位于这一范围内的系外行星。然而,这颗行星却呈现出更加诡异的特征,引起了天文学家的极大兴趣。

这颗名为TOI-1075b的系外行星距离地球约200光年。它是由美国宇航局的凌星系外行星巡天(TESS)卫星发现的,即当它运行到宿主恒星和地球之间时,会导致宿主恒星的亮度短暂降低,从而被天文学家发现。通过其他观测手段,科学家们进一步确认了它的存在。

凌星法的一个好处是,通过分析恒星亮度的规律变化,可以确定系外行星的公转周期。而根据恒星亮度变化的幅度,天文学家还可以推断出系外行星的半径。

结果显示,TOI-1075b的公转周期仅为14.5个小时,这意味着它非常接近其宿主恒星,因此被归类为“超近距离短周期行星”。

TOI-1075b的半径约为地球的1.6倍,介于地球和海王星之间。根据前面提到的理论,这颗行星可能具有一个岩石核心,但也有可能拥有浓厚的大气层。

然而,TOI-1075b的特殊之处在于其令人惊讶的低密度。根据测量结果,它的密度只有地球的约60%。这意味着TOI-1075b的质量相对较低,但体积却相对较大。

这个发现对天文学家来说非常困惑,因为根据目前的理论,质量较低的行星应该拥有较小的体积,而质量较高的行星则应该拥有较大的体积。然而,TOI-1075b似乎打破了这个规律。

目前,关于TOI-1075b的低密度和不寻常特征的解释还存在一定的争议。科学家们提出了一些假设,包括可能存在大量的插层物质(intermediate material)或者行星内部存在一种未知的物质状态。但这些假设都需要进一步的研究和观测来得到验证。

TOI-1075b的发现提醒我们,宇宙中的行星多样性远远超出我们的想象。它们可能具有各种各样的特征和构成,挑战着我们对行星形成和演化的理解。通过观测和研究这些奇特的行星,我们可以揭示更多关于宇宙的秘密,并进一步拓展我们对行星多样性的认知。

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