这颗遥远的类似海王星的行星实际上不应该存在

现在是时候让我们了解一下“禁忌星球”了。不，不是 1956 年的科幻经典——我说的是一颗距离我们 920 光年的新发现的类似海王星的系外行星，它之所以得名，是因为它具有一种不可思议的能力，能够存在于离其主星太近的地方。

在太空科学界，海王星远非独一无二的瑰宝。类似的系外行星（比地球大得多但比木星等行星小得多的气态巨行星）可能是太空中最常见的行星。但如果它们离主星太近，在我们所不祥地称之为“海王星沙漠”的轨道区，它们就会被恒星辐射淹没，这些辐射会蒸发掉它们的气态大气层，留下贫瘠、皱缩的岩石核心。

但“禁忌星球”——正式名称为 NGTS-4b——却并非如此。它位于海王星沙漠，距离主星非常近，轨道周期仅为 1.34 天。然而，正如研究人员在最近发表在《皇家天文学会月刊》上的一篇新论文中所报告的那样，它保留了类似海王星的大气层。这是有史以来第一次发现一颗海王星系外行星，它不顾一切地（相对而言）舒适地栖息在主星之中。

“据我们所知，这是第一颗在海王星沙漠中发现的此类系外行星，”剑桥大学天文学家、新研究的合著者埃德·吉伦说。“海王星沙漠似乎并不完全干燥，所以我们现在正在搜索其他类似行星的数据，以帮助我们了解它是否比曾经认为的更绿。”

这片沙漠并非荒芜：“我们看到了热而温暖的木星大小的行星，以及大小与地球相当或稍大一些的热而温暖的行星，”日内瓦大学天文学家文森特·布里尔 (Vincent Bourrier) 表示，他并未参与这项研究。“甚至还有温暖的海王星。但没有靠近恒星的热海王星，因此得名‘海王星沙漠’。”沙漠的边界因恒星而异，但它对行星的影响大致相同：中等大小的气态行星（与热木星不同，它们没有足够的质量来维持大气层）会失去大气，变成光秃秃的岩石荒地。

科学家探测系外行星的典型方法是观察恒星亮度的下降，从地球的角度来看，当行星在其轨道上经过恒星时，就会发生这种情况。像 NGTS-4b 这样的系外行星——如此之小，如此接近其恒星——由于亮度下降非常小，所以不容易被发现。

“从地面探测到的大多数凌日行星都很大，因此当它们凌日时，它们的恒星会显得暗淡 1% 左右，”吉伦说。“然而，NGTS-4b 要小得多，这导致它的恒星只显得暗淡 0.2%。从地面探测到如此小的亮度变化非常了不起。”

幸运的是，吉伦和他的团队拥有最先进的下一代凌日巡天 (NGTS) 观测设施。吉伦说：“我们的望远镜位于智利阿塔卡马沙漠，这可能是地球上寻找系外行星的最佳地点。”这要归功于该地区极其晴朗的天空，没有光污染和无线电干扰。“我们还拥有非常精确的望远镜机械。这两个方面都极大地帮助我们找到了这颗行星。”

难以想象 NGTS-4b 居然能如此接近其主星。它比海王星本身小一点点（好吧，小 20%，但仍然是地球的三倍，质量大约是地球的 20 倍），温度高达 1,000 摄氏度。它比白天的水星表面还要热。那么这里到底发生了什么？

到目前为止，吉伦和他的团队推测的主要理论是，这颗行星最近才进入其目前的邻近区域，或者它曾经拥有更大的大气层，但实际上正在蒸发。它的大气层也可能具有某种奇怪的化学性质，使其具有抵御恒星辐射的超能力。

无论如何，该团队渴望找到更多海王星沙漠气态行星的例子，以便比较各种情况，并深入研究为什么像 NGTS-4b 这样的大气能够经受住如此恶劣的条件。该团队没有太多数据来了解大气的成分（这颗恒星太暗，凌日观测无法告诉我们任何细节），但使用一些更强大的设备（哦，你好，詹姆斯韦伯太空望远镜）进行后续观测可能会产生一些有用的东西。

这一发现对我们寻找系外行星的方式没有多大影响，但正如布里尔所解释的那样，“像这样的不寻常物体可以告诉我们很多关于沙漠形成过程的信息”，以及在这些区域形成宇宙绿洲的可能性。至少，发现一颗打破常规、颠覆我们预期的行星是很酷的。很神奇，不是吗？