730光年外，第一次发现裸露的行星核心，或许这就是木星的样子！

天文学家发现一颗气态巨星幸存的核心，围绕着一颗遥远的恒星运行，这让天文学家得以史无前例地一瞥行星的内部。这颗气态巨星核心与我们太阳系中的海王星大小相同，据信是一个气体巨星，它要么被剥离了气态大气层，要么在早期生命中未能形成气态大气层。来自华威大学的科学家在《自然》期刊上报道了这一发现，并被认为是第一次观察到行星裸露的核心。

其研究发现提供了一个独特的机会，窥视行星的内部并了解它的组成。这颗名为TOI849b的裸露核心，位于一颗距离我们大约730光年远的恒星周围，它的轨道非常接近其主星，一年只需18小时，其表面温度约为1800K。TOI849b是美国国家航空航天局（NASA）凌日系外行星勘探卫星苔丝号（TESS）在一次恒星观测中发现，使用的是凌日方法：观察恒星的亮度下降情况，这表明有一颗行星从他们面前经过。

它位于“海王星沙漠”区域，天文学家用这个术语指的是靠近恒星的区域，在那里我们很少看到质量等于或大于海王星的行星。然后，在华威大学领导的一个研究项目中，在欧洲南方天文台位于智利的拉西拉天文台，使用HARPS仪器对该天体进行了分析。这项技术利用多普勒效应来测量系外行星的质量，方法是测量它们的“摆动”，即朝向我们和远离我们的微小运动，记录为恒星光谱中的微小位移。

第一次发现裸露的行星核心

研究确定，该天体质量是海王星的2-3倍，但它的密度也令人难以置信，构成该星体质量的所有材料都挤压成了相同大小的物体。来自华威大学物理系的主要作者大卫·阿姆斯特朗博士说：虽然这是一颗异常大的行星，但它距离我们所知最大的质量还有很长的路要走。对于海王星这样大的天体来说，它的密度非常高，这告诉我们这颗行星有一段非常不寻常的历史。

它处于一个奇怪的质量位置也是有帮助的，因为天文学家在这么短的轨道周期内看不到这样质量的行星。TOI 849b是已发现最大质量的类地行星，密度与地球相似。预计这么大的行星在形成时会吸收大量的氢和氦，成长为类似木星的气态巨星。但没有看到这些气体的事实，让天文学家知道这是一个暴露的行星核心。这也是天文学家第一次在恒星周围发现完整的气态巨星裸露核心。

关于为什么看到的是行星核心，而不是典型的气体巨星，有两种理论。首先，它曾经与木星相似，但通过各种方法几乎失去了所有外层气体。这些可能包括潮汐破坏，即行星因轨道离其恒星太近而被撕裂，甚至与另一颗行星相撞。大气的大规模光蒸发也可能起到一定作用，但不能解释已经损失的所有气体。或者，它也可能是一家“失败的”天然气巨头。

洞察类木星的核心性质

科学家们认为，一旦气态巨星的核心形成，那么就可能出了问题，它永远不会形成大气层。如果行星形成的尘埃盘上有一个缝隙，或者如果尘埃盘形成较晚，而圆盘耗尽了材料，就可能发生这种情况。但不管怎样，TOI849b要么曾经是一个气体巨星，要么是一个‘失败’的气体巨星。而且这也是第一次，告诉我们像这样的行星存在并且可以被发现，有机会以一种在我们太阳系中做不到的方式来看行星核心。

例如，关于木星核心的性质仍然有很多悬而未决的问题，所以像这样奇怪和不同寻常的系外行星，给了我们一个了解行星形成的窗口，因为目前没有其他方法去探索。虽然还没有关于其化学成分的任何信息，但可以用其他望远镜进行追踪。由于TOI 849b离恒星如此之近，行星周围的任何剩余大气都必须不断地从核心补充。因此，如果能够测量到那些大气，那么就可以洞察到这颗核心本身的组成。

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博科园｜研究/来自：华威大学

参考期刊《自然》

DOI: 10.1038/s41586-020-2421-7

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