白天，系外行星GJ 367b（藝術家繪圖）非常熱，它所含的鐵幾乎熱到開始融化。圖片來源：SPP 1992 Patricia Klein

天文學家已經發現迄今爲止最小的、以金屬爲主的行星—— 一個富含鐵的世界，距離地球31光年，每8小時繞其恆星旋轉一次。

這顆行星被稱爲GJ 367b，體積是地球的四分之三，但密度要大得多。它更像水星，主要由鐵組成，其恆星熾熱的輻射使它非常熱。GJ 367b白天溫度高達1500攝氏度，幾乎熱到鐵開始融化。

GJ 367b是太陽系以外科學家已經能夠確定其組成的最小的行星，德國航空航天中心的天文學家Kristine Lam說，她和同事在12月2日發表於《科學》的一項研究中報道了這一發現。

天文學家已經發現了十幾顆“超短週期”行星，它們距離其恆星非常近，可在不到一天的時間內完成一個完整的軌道運行，比如GJ 367b。富含鐵的性質使它成爲一個“行星實驗室”，可以瞭解行星形成和進化的極端條件。

英國考文垂華威大學的天文學家David Armstrong說，這一發現也“展示了人們測量微小的、次地球行星質量的能力”。“儘管它們距離我們有許多光年，能夠觀測到這樣的行星是很迷人的，並有望在未來發現許多類地行星。”

“瘋狂”的發現

Lam的團隊在2019年利用美國航天局的凌日系外行星巡天衛星（TESS）的數據發現了GJ 367b，該衛星已經發現了約4500顆已知圍繞太陽以外的恆星運行的行星中的172顆。GJ 367b距離地球超過9秒差距（31光年），位於船帆座南部。

研究人員使用幾個地面望遠鏡來確認這顆系外行星的存在，並收集了數據，以前所未有的細節揭示了它的大小和質量——它是地球的0.72倍大，0.55倍質量。

這兩項精確的信息使研究小組得以計算出這顆行星的密度超過每立方厘米8克，接近鐵的密度，遠高於地球的每立方厘米5.5克。GJ 367b可能主要是由一個被一層薄薄的岩石包裹的鐵核組成，有一些冰或氣體包裹着它。

“這太瘋狂了。”加拿大蒙特利爾麥吉爾大學的天文學家Lisa Dang說。

Lam表示，儘管以前也發現過其他密度極高的行星，包括一顆幾乎和海王星一樣大的行星。但找到一個微小的版本表明天文學家可以突破發現極端世界的極限。

形成之謎

關於重金屬行星是如何形成的，理論家們有幾個想法：它們一開始可能是由巨大的岩石層包裹着鐵核的大型行星，但與其他太空岩石的碰撞剝離了它們的覆蓋層，留下了幾乎裸露的鐵核；或者行星恆星的灼熱輻射可能在星體形成時剝離了一些物質。

GJ 367b的恆星是一顆紅矮星，比太陽小，溫度也低。Lam的團隊發現了第二顆行星圍繞它旋轉的跡象，大約每11天一次，但目前還不能確認除了GJ 367b以外的任何行星的存在。

GJ 367b可能不是一個尋找外星生命的好地方，因爲它的熱量和輻射很大。“在這裏生活當然不愉快。”Lam說。但這顆行星可能有大氣層，這將是一個有趣的環境。

Dang說，如果行星表面是部分熔融的，那麼GJ 367b的大氣層可能由從行星表面熔化出來的礦物質主導。Lam和同事希望通過像NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡這樣的天文臺來探索其大氣層，該望遠鏡計劃於12月22日發射。

相關論文信息：

https：//www.science.org/doi/10.1126/science.aay3253

https：//doi.org/10.1038/d41586-021-03587-z

來源：中國科學報