奇怪的系外行星WASP-107b 它的核心出奇地細小

WASP-107是一顆K型主序星，位於室女座約212光年遠。2017年天文學家發現它的行星WASP-107b，距離母恆星為只有水星軌道的1/8，公轉週期只有5.7天。最近蒙特利爾大學（）團隊使用夏威夷凱克（）天文台更準確地評估它的質量。他們使用徑向速度法測量行星重力引起的恆星的擺動，來確定行星的質量。得出的結論是，WASP-107b的質量約為木星的1/10，或者是地球的30倍。是已知的密度最小的系外行星之一。

隨後團隊分析並建立行星的內部結構。他們驚訝地發現：在如此低的密度下，行星的實心核心必須不超過地球質量的4倍。這意味著其85％以上的質量是岩心外的厚層氣體中。相比之下，海王星質量與WASP-107b相近，但氣體層僅佔其總質量的5％至15％。天文學家對WASP-107b充滿多疑問：如此低密度的行星如何形成？它的巨大的氣體層為何不會逸出，特別是這顆行星離母恆星如此近的情況下？

理論認為，行星在年輕恆星周圍的原行星盤中形成，氣體巨行星如木星和土星，需要一個比地球大10倍以上的固體核心，才能在塵埃和氣體消散之前積聚大量的氣體。但要如何解釋WASP-107b的存在，它的核心質量小得多？

天文學家認為WASP-107b最可能的情況是行星遠離恆星而形成，那裡的氣體足夠冷，以至於能非常迅速地積聚氣體，之後通過與盤或其它行星相互作用，行星就遷移到當前位置。

除WASP-107b之外，研究小組還發現第二顆名為WASP-107c的行星，其質量為木星的0.36倍，以較高橢圓率軌道週期3年繞恆星運行。天文學家表示WASP-107c高離心率暗示相當混亂的歷史，行星之間的相互作用可能導致大遷移。

除了其形成歷史外，WASP-107b還有其他多謎團。哈勃太空望遠鏡在2018年發現它的甲烷極少。研究人員認為非常奇怪，因為這種類型行星的甲烷應該很豐富。因此打算用所測量的行星質量與模型，研究哪些機制可以解釋甲烷的破壞。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】 研究全文刊登在2021年1月18日出版的《天文學報》

WASP = Wide Angle Search for Planets = 廣角尋找行星星表