天文学家观测到“迷你海王星”系外行星转变为“超级地球”的证据 _系外行星

天文学家观测到“迷你海王星”系外行星转变为“超级地球”的证据 Credit: Adam Makarenko (Keck Observatory)
（）据台北市立天文科学教育馆网站：迷你海王星与超级地球都是太阳系没有的系外行星类型：迷你海王星比海王星小，认为是被厚大气层所包围的大型岩石核心所组成。超级地球则是数倍于地球质量的岩石行星。天文学家观测到两颗正失去大气层的迷你海王星，认为它们可能会转变为超级地球。
自从1990年代中期天文学家发现第一颗系外行星以来，已经发现约5000颗系外行星。较小的系外行星分为两组：迷你海王星和超级地球。超级地球的大小是地球的1.6至1.75倍，而迷你海王星约是地球的2到4倍，介于这两个大小范围的行星却很少。有理论认为这种现象可能是迷你海王星会转变为超级地球。由于迷你海王星被氢和氦组成的原始大气包裹着，推测如果迷你海王星够小并且离母恒星够近，那么恒星的X射线和紫外线辐射可以在数亿年内剥离其原始大气，然后留下一个直径小得多的岩石超级地球。但过程中，介于中间的行星大气层足够大会拦截较多的恒星辐射而快速损失气体，但气体总量又不如原来的迷你海王星多，因此转变过程非常快速，所以处于此阶段的行星很少见。
天文学家使用哈伯太空望远镜观测73光年之外绕恒星HD63433运行的迷你海王星，以及使用夏威夷的凯克望远镜研究位于103光年外恒星TOI 560的迷你海王星。发现大气气体正在从TOI 560中最内层的TOI 560.01的迷你海王星中逸出，以及从HD 63433中最外层的HD 63433c迷你海王星中逸出，认为明它们可能正在成为超级地球。由于系外行星无法直接被看到，天文学家透过行星过境在母恒星前面时，观测光谱中行星大气对恒星光线的吸收现象。
研究人员在TOI 560.01发现氦，移动速度达每秒20公里；在HD 63433c中也发现氢，移动速度达每秒50公里，由于这些行星的重力不足以保留如此快速移动的气体，提供了大气正在逃逸的证据。此外，在较内层的HD 63433b却没有发现气体特征，团队推测HD 63433b已经失去大气层。团队估计TOI 560.01周围的气体茧至少是行星半径的3.5倍，而HD 63433c周围的气体茧至少是行星半径的12倍。更令人惊讶的是，TOI 560.01周围的气体正朝向恒星逸出。团队表示：这现象非常出乎意料，因为大多数模型都预测气体应该会朝外流出，因此未来还将对其他迷你海王星的观测，了解此现象是否为特例或常见。