認知再次被刷新！天文學家發現一顆奇特的“棉花糖”星球

宇宙大了，什麼星都有。
本文的主角是一顆名為WASP-107b的奇特行星，它是已知密度最小的行星之一，被天文學家稱為“超級泡芙”、“棉花糖”行星。一項新研究表明，WASP-107b刷新了我們對氣態巨行星形成的認知。
早在2017年，天文學家首次發現了WASP-107b。這是一顆氣態巨行星，位於室女座方向，距離地球約212光年，令人印象最深刻之處在於長得異常蓬鬆——體積與木星相當，質量卻只有木星的十分之一。

現在，蒙特利爾大學系外行星研究所的卡羅琳·皮亞萊特（Caroline Piaulet）帶隊對奇特的WASP-107b展開深入研究，得到一些有趣新發現。
皮亞萊特團隊首先通過分析凱克天文台的觀測數據，對WASP-107b質量再次作出評估，利用徑向速度法計算出WASP-107b質量約為地球質量30倍，即木星質量十分之一左右。
他們隨後進行一系列分析，試圖確定WASP-107b最可能的內部結構，得到一個驚人結論——在密度如此低的情況下，這顆行星固態內核的質量肯定不超過地球質量4倍。這意味著，WASP-107b超過85%的質量都存在於包裹在固態內核周圍的厚厚氣體層中。相比之下，質量與WASP-107b相近的海王星，氣體層質量僅佔總質量5%-15%。
更重要的是，WASP-107b固態內核質量小得出乎意料，刷新了我們對氣態巨行星形成的認知。
氣態巨行星形成的經典模型，是以我們熟知的木星和土星為基礎建立的。該模型認為，固態內核的質量至少要高達地球質量10倍，才能在原行星盤消散之前聚積大量氣體，形成氣態巨行星。如果沒有足夠大的固態內核，氣態巨行星是無法建立並存留氣態外層的。

可是WASP-107b又為何得以存在呢？它的固態內核質量可是要比理論下限小得多。一種猜想指出，這顆行星可能最初形成於離恆星較遠之處，這裡氣體溫度足夠低，可以被快速吸積，之後才遷移到現在的位置。至於為何發生遷移？可能是與原行星盤或其他行星發生相互作用的結果。
在凱克天文台的幫助下，皮亞萊特團隊在恆星WASP-107周圍發現了第二顆行星WASP-107c，其質量遠超WASP-107b，約為木星質量三分之一。另外，WASP-107c到恆星的距離比WASP-107b也大得多，前者公轉週期約三年，後者公轉週期則僅為5.7天。
有意思的是，WASP-107c軌道偏心率很高，是一個明顯的橢圓。這暗示著過去可能上演了一段動盪歷史，或許與上述猜想中WASP-107b的遷移有關。
除了形成歷史，關於WASP-107b還有不少謎團有待揭曉。比如，2018年哈勃太空望遠鏡發現這顆行星的大氣中甲烷含量非常低。
“這很奇怪，因為這類行星理應富含甲烷。我們現在正依據最新評估的質量，重新分析哈勃的觀測數據，看看結果如何，同時研究解釋甲烷缺失的可能機制。”皮亞萊特介紹道。