Kepler-51 是一顆位於天鵝座的 G 型恆星,距離地球約 2,615 光年,年齡約 5 億年,也被稱為 KOI-620。這顆恆星擁有四顆低密度行星,其中三顆類似土星大小,但質量僅為地球的幾倍,密度極低,類似棉花糖般超蓬鬆。這些行星分別是 Kepler-51b、c 和 d,最早由 Kepler 太空望遠鏡於 2012 年發現。它們的公轉週期分別為 45、85 和 130 天,呈 1:2:3 比例,並擁有氫與氦的大氣層。

Kepler-51 是一顆位於天鵝座的 G 型恆星,距離地球約 2,615 光年,年齡約 5 億年,也被稱為 KOI-620。這顆恆星擁有四顆低密度行星,其中三顆類似土星大小,但質量僅為地球的幾倍,密度極低,類似棉花糖般超蓬鬆。這些行星分別是 Kepler-51b、c 和 d,最早由 Kepler 太空望遠鏡於 2012 年發現。它們的公轉週期分別為 45、85 和 130 天,呈 1:2:3 比例,並擁有氫與氦的大氣層。

這些超蓬鬆行星非常特殊,質量和密度都很低,天文學家認為它們的核心非常小,並被巨大的氫或氦大氣層包圍。然而,這些奇怪的行星如何形成,以及大氣層如何在年輕恆星的強烈輻射下沒有被吹散,仍然是個謎。

為了研究這些問題,研究團隊計劃使用韋伯太空望遠鏡來研究其中一顆行星。此外,為了尋找第四顆行星 Kepler-51e 的證據,天文學家使用了韋伯、Apache Point 天文台望遠鏡和賓州州立大學 Davey 實驗室望遠鏡等不同設施,收集了橫跨 14 年的大量數據。

團隊進行了所謂的蠻力搜尋,測試了許多行星屬性的組合,以找出能解釋過去 14 年所有凌日數據的行星模型。他們發現,如果 Kepler-51e 的質量與其他三顆行星相似,並遵循約 264 天的相對圓形軌道,這樣的模型能最好地解釋觀測到的訊號。這一結果與其他行星系統的預測相符。

目前尚不清楚 Kepler-51e 是否屬於超蓬鬆行星,因為研究人員尚未觀測到它的凌日現象,因此無法計算其半徑或密度。這顆行星可能有不同的質量(≤木星質量)和公轉週期(≤10年)。研究人員表示,超蓬鬆行星相當罕見,當它們出現時,通常是行星系統中的唯一成員。現在還必須解釋第四顆行星的存在,無論它是否是超蓬鬆行星,且不能排除這個系統中還有其他行星的可能性。

Kepler-51e 的軌道稍大於金星,正好位於恆星的適居帶內。如果花時間觀察,這個距離以外可能還有更多可能性。繼續觀察凌日時間的變化可能有助於發現距離恆星更遠的行星,也有助於尋找可能存在生命的行星。這項研究已發表於《The Astronomical Journal》期刊。

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