天文學家發現罕見的熱海王星 TOI-3261 b

天文學家發現一顆大小和海王星相當的行星，名叫 TOI-3261 b，運行軌道與母恆星極為接近，是發現此類行星第四顆，可能提供此類行星如何形成的線索。

團隊使用凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）發現這顆系外行星，之後使用澳洲、智利和南非的地面望遠鏡再觀測。測量顯示這顆新行星屬「熱海王星沙漠」（hot Neptune desert），一種成員數目極少的行星類別，因稀有性令人聯想到荒涼沙漠景色。這類系外行星的大小和成分與海王星類似，但軌道與恆星極接近。TOI-3261 b「一年」僅21小時。如此緊密軌道使這顆行星成為僅四顆質量精確測量的超短週期熱海王星之一。

行星TOI-3261 b是測試新行星形成電腦模型的理想候選行星，熱海王星之所以如此罕見，部分原因是在如此接近恆星的地方，很難保留厚厚的氣態大氣層。恆星質量很大，會對周圍物體會施以強大引力，這會剝奪鄰近行星周圍的氣體層。恆星也會釋出巨大能量，把氣體層吹散。

這兩個因素都代表熱海王星如TOI-3261 b，起初可能更大，類似木星大小的行星，但之後失去大部分質量。模擬不同起始點和發展，團隊確定這顆恆星和行星系統約65億年歷史，這顆行星一開始是更大的氣體巨行星。然而，它可能透過兩種方式流失質量：光蒸發，即恆星能量導致氣體粒子消散；潮汐剝離，即恆星引力將行星氣體層層剝離。這顆行星也可能是在距離恆星較遠的地方形成，兩種效應強度都會較弱，得以保留大氣層。這顆行星剩餘的大氣層是最有趣特徵之一，很可能需更多大氣分析，或許有助揭開這顆「熱海王星沙漠」形成歷史。

行星TOI-3261 b密度約海王星兩倍，表示大氣層較輕部分已隨時間剝離，只剩較重成分。顯示這顆行星一開始大氣層包含各種元素，但現階段很難確定到底是什麼元素。以紅外光觀測這顆行星，或許能解開謎題，用韋伯太空望遠鏡能看到行星大氣層不同分子特徵，不僅有助天文學家了解TOI-3261 b的過去，還有助揭示所有熱巨行星背後的物理過程。論文發表於《The Astronomical Journal》期刊。