作者:麻省理工学院朱明华
这个新发现的行星离它的恒星相对较近，只有大约1
500万英里外
信用:美国航天局、欧空局和G
培根 对太阳系以外行星的搜寻已经发现了4000多个遥远的世界，围绕着距离地球几千光年的恒星运行
这些太阳系外行星是名副其实的动物园，从岩石超级地球和微型海王星到巨大的气体巨行星
迄今为止发现的更令人困惑的行星是“热木星”——巨大的气体球，大约和我们的木星一样大，但在不到10天的时间里围绕着它们的恒星旋转，与木星缓慢的12年轨道形成对比
迄今为止，科学家已经发现了大约400颗炽热的木星
但是这些沉重的漩涡到底是如何形成的，仍然是行星科学中最大的未解之谜之一
现在，天文学家已经发现了一个最极端的超高温木星——一个大约是木星质量五倍的气体巨行星，在短短16小时内闪电般地围绕它的恒星旋转
这颗行星的轨道是迄今为止已知的气体巨星中最短的
由于其极其紧密的轨道和靠近恒星的位置，这颗行星的白天温度估计在3500开尔文左右，或接近6000华氏度——大约和一颗小恒星一样热
这使得这颗被命名为TOI-2109b的行星成为迄今为止探测到的第二热的行星
从它的性质来看，天文学家认为TOI-2109b正处于“轨道衰变”过程中，或者说是螺旋进入它的恒星，就像洗澡水绕着排水管一样
据预测，其极短的轨道将导致这颗行星比其他炽热的木星更快地向其恒星螺旋运动
这一发现最初是由美国宇航局的凌日系外行星调查卫星(TESS)做出的，这是一项由麻省理工学院领导的任务，它为天文学家提供了一个独特的机会来研究行星被其恒星吸引和吞噬时的行为
该发现的主要作者伊恩·王(Ian Wong)说:“如果我们运气好的话，在一两年内，我们可能能够探测到这颗行星是如何靠近它的恒星的。”他在研究期间是麻省理工学院的博士后，后来搬到了美国宇航局戈达德太空飞行中心
“在我们有生之年，我们不会看到这颗行星坠入它的恒星
但是再过1000万年，这个星球可能就不存在了
" 这一发现今天发表在《天文学杂志》上，是一项大型合作的结果，该合作包括麻省理工学院的TESS科学团队成员和来自世界各地的研究人员
运输轨道 2020年5月13日，美国宇航局的TESS卫星开始观测TOI-2109，这是一颗位于大力神星座南部的恒星，距离地球约855光年
这次任务将这颗恒星确定为第2109颗“感兴趣的苔丝天体”，因为它有可能是一颗绕轨道运行的行星
在近一个月的时间里，飞船收集了恒星光线的测量值，然后TESS科学团队对这些测量值进行了凌日分析——星光的周期性下降可能表明一颗行星经过恒星的前方，并短暂阻挡了一小部分恒星的光线
来自TESS的数据证实，这颗恒星确实拥有一个大约每16小时凌日一次的天体
该团队通知了更广泛的天文学社区，不久之后，多个地面望远镜在接下来的一年中跟踪观察这颗恒星，在一系列频带上更密切地观察它
这些观察，加上TESS的初步探测，证实了这个凌日物体是一颗轨道行星，被命名为TOI-2109b
“一切都与它是一颗行星相一致，我们意识到我们有一些非常有趣和相对罕见的东西，”研究合著者阿维·什波勒说，他是麻省理工学院卡弗利天体物理和空间研究研究所的研究科学家
日日夜夜 通过分析各种光学和红外波长的测量结果，研究小组确定TOI-2109b的质量大约是木星的五倍，大约大35%，并且距离它的恒星非常近，距离大约为1
500万英里外
相比之下，水星距离太阳大约3600万英里
这颗行星的恒星在大小和质量上比我们的太阳大约大50%
根据观测到的系统特性，研究人员估计TOI-2109b正以每年10到750毫秒的速度螺旋进入其恒星——比迄今观测到的任何热木星都要快
考虑到这颗行星的尺寸和与恒星的距离，研究人员确定TOI-2109b是一颗超热木星，拥有已知气体巨星中最短的轨道
像大多数炽热的木星一样，这颗行星看起来像是潮汐锁定的，有永恒的白天和黑夜，类似于月亮相对于地球的位置
从长达一个月的TESS观测中，该团队能够见证这颗行星围绕其轴旋转时亮度的变化
通过在光学和红外波长下观察行星经过其恒星后面(被称为二次月食)，研究人员估计白天的温度达到3500开尔文以上
“与此同时，这颗行星的夜间亮度低于TESS数据的敏感度，这引发了人们对那里到底发生了什么的疑问，”Shporer说
“是那里的温度非常冷，还是这个星球以某种方式在白天吸收热量并将其转移到夜晚？我们正开始尝试为这些超热木星人回答这个问题
" 研究人员希望在不久的将来用更强大的工具观测TOI-2109b，包括哈勃太空望远镜和即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜
更详细的观测可以阐明炽热的木星在落入恒星时所经历的情况
“像TOI-2109b这样的超热木星是系外行星中最极端的一类，”王说
“我们才刚刚开始了解它们大气层中发生的一些独特的物理和化学过程——这些过程在我们自己的太阳系中没有相似之处
" 未来对TOI-2109b的观测也可能揭示这些令人眼花缭乱的系统最初是如何形成的线索
“从系外行星科学开始，炽热的木星就被视为古怪的东西，”什波勒说
“像木星这样巨大的行星如何到达只有几天长的轨道？我们的太阳系中没有这样的东西，我们认为这是一个研究它们并帮助解释它们存在的机会
"
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