太阳系中围绕恒星运行的行星,可以分为气态行星和岩石行星两类。这样的分类也适用于银河系中的系外行星,尽管有一些特殊情况存在。
距离地球大约31光年远的地方存在着一颗被称为Gliese 367 b的系外行星。天文学家们是通过美国宇航局的TESS卫星利用凌星法发现了它。所谓凌星法,即利用行星运行在恒星和地球之间时对恒星亮度的影响来判断行星的存在。
这项技术的一个优点在于,通过恒星亮度的变化周期,我们能够推测出系外行星的公转周期,从而初步了解其轨道,并根据亮度变化的幅度来推测行星的直径大小。
然而,Gliese 367 b却显示出了与众不同的特征。它围绕着宿主恒星的公转周期仅为7.7小时,这远远短于太阳系中任何已知行星的公转周期。因此,天文学家将其归类为一种超短周期行星。在人类已知的5500多颗系外行星中,只有不到200颗属于这一类别。
随后,天文学家们利用高精度径向速度行星搜索器(HARPS)对Gliese 367 b进行了进一步的观测和测量,得出了其质量数据。结合此前测量得到的行星半径,他们能够计算出这颗行星的密度。
研究结果显示,Gliese 367 b的直径约为地球直径的72%,大约为9200公里。一般来说,比地球直径大的系外岩石行星被称为超级地球,而稍微小一些的行星通常被称为超级水星。然而,Gliese 367 b的质量却达到了地球质量的55%,密度几乎比地球高出一半。
值得注意的是,地球的平均密度约为5.52克/立方厘米,在太阳系八颗行星中属最高。相比之下,铁的密度约为7.8克/立方厘米,然而Gliese 367 b的密度却更高。
最新的观测结果显示,Gliese 367 b的质量约为地球质量的65%,比两年前的数据高出近20%。与此同时,其直径略有缩小,约为地球直径的72%。根据这些新数据计算,Gliese 367 b的密度是地球的两倍,用“铁球”形容它已经不夸张,甚至有些贬低了它。
然而,研究人员并不认为Gliese 367 b仅凭平均密度就能与地球的核心相提并论。相反,他们推测这颗行星很可能是一颗更大行星的内核,约占其质量的91%。
据推测,Gliese 367 b形成之初可能与地球相似,拥有岩石外壳和富含硅酸盐的幔结构。然而,频繁而剧烈的宇宙碰撞事件导致原有行星的外部结构被剥离,仅留下裸露且高密度的核心。
类似的天体在太阳系中也存在,比如水星。据研究显示,水星的核心占据了其体积的较大比例。推测水星可能曾拥有比现在更厚的壳和幔,但在某次撞击事件中被剥离。即便如此,水星的密度仍不及Gliese 367 b,甚至还不及地球。
除了这些可能性,还有一种假设是Gliese 367 b可能形成于原行星盘中铁元素极度丰富的区域。然而,这种可能性较小,天文学家甚至无法确定原行星盘中是否存在丰铁区域。早先的模拟研究也未能模拟出这种情况。
另外一种可能是,Gliese 367 b可能是某颗行星的核心,而该行星并非类地行星,而更类似于气态巨行星。这颗行星最初并非形成于其当前位置,而是在其他天体的干扰下迁移至其目前轨道,靠近宿主恒星。然而,由于该地区温度过高且恒星辐射过于强烈,导致该行星的外层气体被全部吹散,仅剩下这颗致密的核心。
为了全面了解Gliese 367 b的演化历程,我们需要对整个系统进行更精确的观测。目前的理论认为,这种超短周期行星通常形成于多行星系统中。在本次观测中,研究人员还发现了Gliese 367 b的两颗伴星。这两颗系外行星体积并不大,它们的公转周期分别为11.5天和34天。
研究人员指出,新发现的两颗行星从侧面降低了Gliese 367 b形成于富铁原行星盘的可能性。尽管这种可能性尚未完全排除,但他们仍认为Gliese 367 b的巨大密度更可能是因为在碰撞过程中其外壳被剥离所导致。
即使经历了如此剧烈的碰撞,Gliese 367 b的形成也并非一蹴而就。可能经历了多次撞击,才导致其相对较轻的外部结构被完全炸掉,最终留下了这个光秃秃的核心。对于这颗神秘的行星,我们仍有许多待探索的奥秘。只有通过不断的观测和研究,才能逐步揭开宇宙中这颗独特行星的神秘面纱。