90光年外的系外行星或許存在類似地球的大氣層

一個國際合作團隊發現一顆新的亞海王星級別系外行星，其軌道週期為24天，圍繞在一顆M型紅矮星旋轉，之所以能發現它是由於行星擁有濃厚的大氣層、恆星小，以及該系統遠離地球的速度。

系外行星名為TOI-1231 b，是藉由凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite）的光度資料發現，隨後透過智利天文台中的光譜儀進行確認，從而揭露系外行星的存在、質量及軌道的資訊。

M型矮恆星體積較小、光度較低，在相同的行星經過恆星時，該行星擋住的相對亮度更大，使凌日法更容易檢測，故M型矮恆星對凌日系外行星巡天衛星而言是更容易檢測及研究的目標。

凌日系外行星巡天衛星也有一個的缺點，它的觀測解析度分為2分鐘一張及30分鐘一張，但是不論哪一種，有74%的觀測天區都受限於一個區域只觀測28天的狀況，並且要從這28天裡發現兩次凌日才能算是發現系外行星，所以大多數的凌日系外行星探測到的週期都小於14天，也正因為如此，軌道週期為24天的TOI-1231 b的發現使它更有其價值。

TOI-1231 b與它的母恆星距離比日地距離還要近8倍，但它的溫度約為57℃，這也是M型矮恆星的功勞，同時也是至今為止發現能用於大氣研究中最「涼爽」的溫度，整體而言，這顆行星比地球大，比海王星小，其平均密度也與海王星相當，或許用亞海王星來稱呼更為適合。

過去20年來的系外行星研究中，沒有一顆看起來像我們自己的太陽系，充滿了地球和海王星大小之間的行星，運行軌道甚至比水星近得多。雖然新發現的這顆仍然距離太陽系中的行星相差甚遠，但是與至今為止發現動輒成百上千度的表面溫度相比，TOI-1231 b簡直像是冷凍版本的，它的低密度代表它被大量的大氣包圍著，但其大氣成份目前仍為謎，有可能是氫或氫-氦大氣層，或是水氣大氣層。

由於母恆星的近紅外線亮度極高，使它成為了哈勃太空望遠鏡及韋伯太空望遠鏡未來任務的觀測目標。研究團隊將於六月下旬使用哈勃太空望遠鏡對它進行觀測，有望在未來的幾年裡，揭露更多該行星的詳細資料。

【圖：新墨西哥大學；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6月8日出版的《天文學報》

TOI = TESS Objects of Interest = Transiting Exoplanet Survey Satellite Objects of Interest = 凌日系外行星巡天衛星感興趣對象星表 = 凌日系外行星巡天衛星目標星表