Kepler-51 恆星系統因其獨特的「棉花糖行星」家族而備受天文學家關注。這些行星體積巨大,但質量卻相對較小,密度極低,類似於蓬鬆的棉花糖,因此被稱為「超級泡芙行星」(Super-Puff Planets)。最近,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)在這個系統中發現了第四顆潛在的行星——Kepler-51e,進一步加深了這個系統的神秘性。
Kepler-51 恆星系統因其獨特的「棉花糖行星」家族而備受天文學家關注。這些行星體積巨大,但質量卻相對較小,密度極低,類似於蓬鬆的棉花糖,因此被稱為「超級泡芙行星」(Super-Puff Planets)。最近,韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)在這個系統中發現了第四顆潛在的行星——Kepler-51e,進一步加深了這個系統的神秘性。
Kepler-51 恆星系統概述
Kepler-51 距離地球約 2,615 光年,是一顆類似太陽的年輕恆星,質量比太陽小約 4%,年齡僅為太陽的七分之一,亮度約為太陽的三分之二。儘管這顆恆星與太陽相似,但它所孕育的行星系統卻與太陽系截然不同。
已知的「棉花糖行星」
目前已知的三顆行星——Kepler-51b、Kepler-51c 和 Kepler-51d——大小接近土星,但質量僅為地球的 3 到 6 倍,顯示出極低的密度。這些行星的低密度特性讓它們看起來像是「棉花糖」,這在已知的行星系統中非常罕見。通常,這種超級膨脹的行星在單一行星系統中只會出現一顆,而 Kepler-51 系統卻有三顆,這讓天文學家感到困惑。
第四顆行星的發現
賓州州立大學和大阪大學的天文團隊利用韋伯太空望遠鏡觀測 Kepler-51d 時,發現其凌日時間比現有模型預測的提早了 2 小時。這一巨大的時間差異無法通過現有模型解釋,因此研究人員開始分析來自各種望遠鏡的新舊數據,最終得出結論:這一異常是由一顆未發現的第四顆行星 Kepler-51e 的引力影響所導致的。
Kepler-51e 的特性
研究人員通過模擬和數據分析,推斷 Kepler-51e 的質量可能與其他三顆行星相似,並且其公轉軌道週期約為 264 天。然而,目前尚未觀測到 Kepler-51e 的凌日現象,因此無法確定其半徑或密度,也無法確認它是否也是一顆「超級泡芙行星」。
未來的研究方向
要確認 Kepler-51e 的性質,天文學家需要等待它經過母恆星前方,進行凌日觀測。此外,研究人員也表示,無論 Kepler-51e 是否為「泡芙行星」,都不能排除該系統中還存在其他未知行星的可能性。
結論
Kepler-51 恆星系統的發現為我們理解行星形成和演化提供了新的挑戰。這些「棉花糖行星」的形成機制仍然是一個未解之謎,而第四顆行星的發現進一步增加了這個系統的複雜性。隨著更多觀測數據的積累,天文學家有望揭開這些奇特行星背後的秘密。
這項研究已發表在《天文期刊》(The Astronomical Journal)上,標題為「Surprise Planet Discovery Shakes Up Kepler-51’s “Super-Puff” Family System」。