科学家说，超重的系外行星比钢铁更密集

一颗新发现的系外行星具有如此奇特的特征，以至于天文学家认为它一定在过去某个时候经历过一次巨大的碰撞。

TOI-1853b 是系外行星只是比海王星小一点，但密度几乎是地球的两倍，这表明岩石成分很高，很难通过正常的行星形成和演化渠道来解释。

相反，由意大利罗马大学Tor Vergata和英国布里斯托尔大学的物理学家Luca Naponiello领导的一个团队认为，它曾经是一个更大，更气体的世界的核心，通过极端暴力失去了大气层。

“这个星球非常令人惊讶！通常，我们期望用这么多岩石形成的行星会变成气态巨行星，例如木星密度与水相似，”物理学家窦静瑶解释道布里斯托尔大学。

“TOI-1853b的大小与海王星相当，但密度高于钢。我们的工作表明，如果行星在形成过程中经历了极其有活力的行星 - 行星碰撞，就会发生这种情况。这些碰撞剥离了一些较轻的大气层和水，留下了一个富含岩石的高密度行星。

TOI-1853b在系外行星中是罕见的。它牢固地坐落在一个被称为海王星沙漠– 一个与海王星大小相当的世界，与它的恒星在近距离的轨道上。

只有少数几个符合这种描述的世界被发现，其中超过5，500颗已确认的系外行星迄今为止。弄清楚为什么海王星沙漠中的系外行星如此之少将有助于我们更好地了解行星的形成和演化。

TOI-1853b是地球半径的3.46倍;海王星是3.88 地球半径.但相似之处几乎到此为止。系外行星绕其主恒星运行，一颗橙矮星大约是太阳大小的80%，每1.24天一次。虽然它的半径并没有把想象力拉得太远，但它的质量确实令人困惑：是地球质量的73.2倍。海王星只是17.15 地球质量.

在这种尺寸和质量下，研究小组计算出，TOI-1853b的密度为每立方厘米9.7克。这太疯狂了。海王星的平均密度为每立方厘米1.64克。地球的平均值为5.15克。铁的密度7.87 克每立方厘米，钢的密度大致相同。

海王星的密度如此之低，是因为它有一个厚厚的、延伸的大气层。TOI-1853b的密度告诉我们，它的成分中必须有很多密度更高的材料，而不是太多的大气层。（此外，地球的核心密度是高达 13 克;大质量物体内部的物质被压缩它上面的所有质量，所以它的密度上升。

Naponiello和他的团队进行了模拟，以确定一颗行星在银河系中是如何变成这样的。他们发现，最可能的解释是两颗巨大的、仍在形成的系外行星之间的高速撞击，将它们粘在一起并喷射出大气层。

“我们对这项研究的贡献是模拟极端的巨大撞击，这些撞击可能会从原始较大的行星上消除较轻的大气和水/冰，以产生测量的极端密度，”物理学家菲尔·卡特说布里斯托尔大学。

“我们发现最初的行星体可能需要富含水，并以每秒75公里以上的速度遭受极端的巨大撞击，才能产生观察到的TOI-1853b。

该团队计划进行后续观测，以寻找TOI-1853b周围大气的痕迹，并分析其成分，以确定它们的碰撞情景是否可能。

有趣的是，另一颗类似的系外行星刚刚被发现由另一组科学家。TOI-332b是地球半径3.2，质量57.2地球，在围绕橙矮星的18.72小时轨道上，密度为每立方厘米9.6克。也许两个独立的团队可以共同努力。

“我们以前没有调查过如此极端的巨大影响，因为它们不是我们预期的，”物理学家佐伊·莱因哈特说布里斯托尔大学。

“要改进作为我们模拟基础的材料模型，并扩展模拟的极端巨大撞击的范围，还有很多工作要做。

该研究已发表在自然界.

宝宝起名