為何存在超級膨脹行星

過去幾年透過各式各樣的觀測方法，天文學家們找到了許多意想不到的系外行星。其中一種稱為「超級膨脹行星」Super Puff planet 的系外行星更是顛覆了天文學家對於行星的想像，挑戰了行星形成理論。

所謂的「超級膨脹行星」是指質量小於海王星，但半徑大於五倍地球半徑、大小相當於一顆氣體行星，密度小於每立方公分0.1g的超低密度行星，如同一顆蓬鬆的泡芙一般。由於這類行星的質量小，理論上其重力強度並無法維持如氣體行星一般的大氣層，在行星形成一千年內大氣層就會在恆星風吹拂下流失殆盡。不過很顯然的，這些行星都超過這個歲數了。

從觀測資料來看，這類行星的大氣並沒有明顯的吸收光譜，同時也相當的不透明。最近，普林斯頓大學天文台的天文學家根據這類行星的大氣透明度資料，提出了一種解釋。他們認為這類行星大氣有向外流動的氣流，將底層的塵埃帶到高層，因此降低了大氣的透明度，同時也減緩了大氣流失的速度。例如他們對刻刻卜勒 51b（Kepler 51b）所做的模擬，假設每年該行星流失10^-10倍地球質量的大氣，就足以攜帶粒徑一奈米的塵埃到大氣高層，並讓觀測到的行星半徑膨脹到7倍地球半徑。

目前已在幾顆系外行星觀測到這些特徵，科學家們希望能擴大對系外行星大氣透明度的觀測來驗證理論。如果富含塵埃的大氣在低質量系外行星中相當普遍，顯然又會是另一項有待科學家回答的問題。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁】