新发现的系外行星可能是被水覆盖的“超级地球”

一颗名为 TOI-1452 b 的系外行星最近被一支国际研究小组发现，该小组由蒙特利尔大学研究生、系外行星研究所 (iREx) 成员查尔斯·卡迪厄 (Charles Cadieux) 领导。他们对这颗可能的“超级地球”的研究结果发表在《天文学杂志》上。

根据 NASA 的说法，太阳系外行星是指太阳系以外的行星。大多数系外行星都围绕其他恒星运行，就像地球围绕太阳运行一样，但自由漂浮的系外行星（或流浪行星）则围绕银河系中心运行，不受任何恒星的束缚。TOI-1452 b 距离地球约 100 光年，围绕位于天龙座的双星系统中的一颗红矮星运行。它的体积和质量都略大于地球，可能由岩石构成。TOI-1452 b 的温度恰到好处，因为由于该行星与恒星的距离，液态水可能存在于其表面。

研究团队认为，TOI-1452 b 可能是一颗“海洋行星”。这类潮湿的天体完全被厚厚的水层覆盖，就像木星的一些卫星和土星的一些卫星一样。天文学家表示，最近发现的一些系外行星的密度只有当它们的大部分质量由比地球内部结构更轻的物质组成时才能解释。水是主要嫌疑人。

卡迪厄在一份声明中表示：“TOI-1452 b 是我们迄今为止发现的海洋行星的最佳候选者之一。它的半径和质量表明，它的密度比人们所预期的由金属和岩石组成的行星（如地球）的密度要低得多。”

两位系外行星内部建模专家（多伦多大学的 Mykhaylo Plotnykov 和 Diana Valencia）分析了 TOI-1452 b，他们的模型表明水可能占该行星质量的 30%。

[相关：美国宇航局官方统计的系外行星数量已超过 5,000 颗。]

研究团队首先通过美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星 (TESS) 追踪到了 TOI-1452 b 的踪迹，TESS 是一架太空望远镜，可以在整个天空中搜寻靠近地球的行星系统。研究表明，TESS 信号显示每 11 天亮度会略有下降，这让天文学家相信，由于其轨道时间较短，这颗系外行星比地球大约 70%。美国宇航局称，TOI-1452 b 上的一个“年”只有 11 天，因为它需要这么长时间来绕其恒星运行。这颗红矮星比太阳更小、更冷，因此 TOI-1452 b 接收到的光量与金星从太阳接收到的光量差不多。Cadieux 和一组天文学家将使用地面望远镜跟踪 TESS 的观测结果，以确认行星的类型和其他特征。

“我对这一发现感到非常自豪，因为它展示了我们研究人员和仪器的高水平，”蒙特利尔大学教授兼 iREx 和 Mont-Mégantic 天文台 (OMM) 主任 René Doyon 在一份声明中表示。“多亏了 OMM、我们实验室设计的一种名为 SPIRou 的特殊仪器，以及我们研究团队开发的一种创新分析方法，我们才能够探测到这颗独一无二的系外行星。”

[相关：一些系外行星倾斜过度，导致所有行星相互分离。]

需要更多的后续研究来证实有关该行星密度和海洋行星状态的理论。科学家表示，它也可能是一颗巨大的岩石，几乎没有大气层，甚至可能是一颗岩石行星，大气层由氢和氦组成。TOI-1452 b 的位置非常适合最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行进一步研究。它距离我们只有 100 光年（从天文学角度来说相当近）。它的亮度应该可以让韦伯望远镜捕捉到穿过大气层的星光光谱。这些光谱有点像是大气层的指纹。它在天龙座中的位置也是韦伯望远镜几乎一年四季都可以观测到的位置。

由于系外行星是一个新兴的探索领域，国际天文学联合会正在发起 NameExoWorlds 2022 竞赛，让公众有机会为韦伯望远镜观测到的首批系外行星系统命名。