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眾所周知，太陽系內(nèi)的四顆巨型氣態(tài)行星——木星，土星，天王星，海王星都有行星環(huán)。那這些密度極小，被稱為超脹棉花糖的外星行星會有行星環(huán)嗎？

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在一顆巨大的亮白、黃色的光球前有一個小橢圓，那是一顆有行星環(huán)的行星。

藝術(shù)構(gòu)思：一顆有行星環(huán)的超脹外星行星從它星系的恒星面前經(jīng)過。

圖源：Robin Dienel/卡耐基科學

迄今為止，這些被叫做超脹行星或棉花糖行星是在行星探索過程中發(fā)現(xiàn)的最奇怪的外星行星。它們似乎有著極小的密度，甚至比太陽系內(nèi)的土星還小，后者在很長一段時間內(nèi)被吐槽說如果找得到一片夠大的海洋裝它，它輕到可以浮在上面。華盛頓卡內(nèi)基研究所的研究員對于這些外星世界已經(jīng)有了一個新思路。2020年3月2號，他們宣稱這些超脹行星可能并不像最開始想的那樣是膨脹的。如果有別的解釋呢？主研究員Anthony Piro 做了如下陳述：

我們在想，要是這些行星完全不像棉花糖一樣蓬松呢？要是這些超脹行星看起來這么大完全是因為它們被行星環(huán)圍著呢？

這篇聯(lián)合同行審議的論文于2月28日在天文期刊發(fā)布。

超脹或棉花糖行星的特點在于與它們的巨大半徑相對照的不那么大的質(zhì)量。它們的密度很小。不久前，當它們首次被發(fā)現(xiàn)時，這些與太陽系內(nèi)行星明顯的差異，實在令人驚奇。

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在圖里有一顆類日恒星和其他的恒星，在它們旁邊有三顆行星，一顆紅色、一顆金色、一顆藍色。

這三顆巨行星于2012年被發(fā)現(xiàn)并于2014年被定義為超脹天體，它們繞開普勒—51運行，本圖是關(guān)于它們的藝術(shù)構(gòu)思中的最好示例。它們離地球大概2600光年遠。

圖源：美航局/歐航局/L. Hustak/ J. Olmsted/ D. Player/ F. Summers (STScI)/ Hubblesite.

有趣的是，這些超脹行星，至少其中一些，它們可能更像土星或太陽系內(nèi)的其他巨行星而不像我們的第一印象：棉花糖。眾所周知，太陽系內(nèi)的四顆巨型氣態(tài)行星——木星，土星，天王星，海王星都有行星環(huán)。那這些密度極小的超脹行星會有行星環(huán)嗎？

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外星行星很難被發(fā)現(xiàn)，要在遙遠恒星的亮光之下看到它們實在是太難了，它們旁邊的行星環(huán)就更不用說了，難上加難！研究人員想知道，在遙遠的外行星上的外星宇航員是否能看得到咱們太陽系和土星環(huán)呢?；蚴且蚓嚯x太過遙遠，他們會不會把土星誤認為是超脹行星呢？根據(jù)加州理工的Shreyas Vissapragada的說法：我們在想，如果從另一個遙遠的世界看著太陽系，你會不會把土星認成帶環(huán)的行星，或者對外星宇航員來說它似乎就是顆膨脹行星？

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黑色背景中被行星環(huán)圍繞的陰影里的巨型天體。

卡西尼號于2017年2月3號觀測的空中視角下的土星環(huán)。這些棉花糖外星行星會有相似的行星環(huán)嗎？

圖源：美航局/加州理工-噴氣推進實驗室/太空科學研究所/美航局科學

在對這個問題進行全盤考慮的時候，研究人員顧及到當一顆帶環(huán)的巨型行星運行到它的恒星前時它會怎么出現(xiàn)，以及可能存在于超脹行星周圍的行星環(huán)是何種物質(zhì)。他們的結(jié)論是行星環(huán)可以解釋部分超脹行星發(fā)現(xiàn)，但是大概率不能解釋全部發(fā)現(xiàn)。根據(jù)Piro的話：這些行星的運行軌道很接近它們的主星，這意味著行星環(huán)很有可能是巖狀而非冰狀。但是巖狀行星環(huán)的半徑只能是那么大，除非這巖石疏松多孔，因此不是每顆超脹行星都符合這些限制條件。

研究人員發(fā)現(xiàn)了三顆有行星環(huán)的優(yōu)秀的候選超脹行星：Kepler-87c, Kepler-177c and HIP 41378f.這三顆行星最近正由哈勃望遠鏡觀測，它們正繞著離我們大概2600光年的類日恒星Kepler–51運行。它們差不多和木星一樣大，但是只有其1%的質(zhì)量。它們的大氣層由輕氣體氫氦組成，被一層厚重的甲烷氣體覆蓋。

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站在樹前笑的人

卡耐基科學研究所的Anthony Piro ，這一新研究的帶頭人。

圖源：卡耐基科學中心

這些行星似乎在快速變小，每秒向宇宙噴射數(shù)以億噸計的物質(zhì)，這證明棉花糖形態(tài)可能只是它們演化過程中短暫的一環(huán)。它們最終可能看起來更像迷你版的海王星。

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測定這些行星是不是真的有行星環(huán)，就需要NASA的詹姆斯韋博空間望遠鏡這個后續(xù)設備了，它計劃在2021年發(fā)射。如果計劃實現(xiàn)，將有助于科學家們研究更多關(guān)于這一類世界形式以及它們與真正的超脹行星、其他巨型外行星和太陽系內(nèi)巨行星之間的差異。

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最終結(jié)論：一項新的研究表明棉花糖外星行星可能并不像我們的第一印象那樣是膨脹的，相反，他們可能像土星那樣，有行星環(huán)。

作者: Paul Scott Anderson

FY: CH

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