據報道，目前，美國基特峰國家天文臺觀(guān)測發(fā)現一顆神秘類(lèi)木星行星，它是迄今為止在紅矮星周?chē)綔y到密度最低的氣態(tài)巨行星。
這顆氣態(tài)巨行星密度僅相當于棉花糖，它環(huán)繞一顆寒冷的紅矮星運行，多個(gè)天文設備用于該項觀(guān)測任務(wù)，其中包括：基特峰國家天文臺裝配的NEID徑向速度儀，這是美國國家科學(xué)基金會(huì )NOIRLab實(shí)驗室任務(wù)之一。最新發(fā)現的“棉花糖行星”被命名為T(mén)OI-3757 b。
該行星位于御夫星座，距離地球大約580光年，是迄今為止在紅矮星周?chē)綔y到密度最低的行星，其平均密度接近于棉花糖。
紅矮星是主序星中最小、最黑暗的成員之一，主序星是指在其核心以穩定的速率將氫轉化為氦的恒星，盡管與太陽(yáng)等恒星相比，紅矮星溫度較低，但它們非?；钴S，時(shí)常爆發(fā)出強大耀斑。這將剝離軌道行星的大氣層，使該恒星系統看上去不適宜生命存活，出現游絲狀行星。
卡耐基科學(xué)研究所地球與行星實(shí)驗室研究員舒布哈姆·卡諾迪亞(Shubham Kanodia)說(shuō)：“傳統上人們認為環(huán)繞紅矮星的巨行星很難形成，到目前為止，科學(xué)家僅通過(guò)多普勒調查少量樣本發(fā)現距離紅矮星較遠的巨行星，當前我們尚未掌握充足的樣本，以可靠的方式發(fā)現近距離氣態(tài)行星?！?/p>
TOI-3757 b行星仍有一些無(wú)法解釋的謎團，其中最大的一個(gè)謎團是氣態(tài)巨行星是如何在紅矮星周?chē)纬?，尤其形成?lèi)似棉花糖密度的行星。然而，卡諾迪亞帶領(lǐng)的研究團隊認為他們可能揭曉了該謎團。
他們認為T(mén)OI-3757 b的超低密度與兩個(gè)因素密切相關(guān)，第一個(gè)因素與行星巖石內核有關(guān)，氣態(tài)巨行星被認為是由質(zhì)量大約是地球10倍的巨大巖石內核開(kāi)始孕育，初期會(huì )迅速吸引大量鄰近氣體，形成我們現今看到的氣態(tài)巨行星，TOI-3757 b的主恒星重元素豐度低于其他存在氣態(tài)巨行星的矮星，這可能導致TOI-3757 b巖石核心形成更慢，延遲氣體積累，因此影響了行星整體密度。
第二個(gè)因素可能是這顆行星的軌道，初步認為它的軌道呈橢圓形，運行至某一時(shí)期它會(huì )比其他時(shí)候更接近主恒星，導致熱量過(guò)多，從而使得行星大氣出現膨脹。
美國宇航局凌日系外行星勘測衛星(TESS)最初發(fā)現了這顆行星，卡諾迪亞帶領(lǐng)的研究團隊隨后使用地面儀器進(jìn)行了后續觀(guān)測，其中包括：徑向速度儀(NEID)和恒星斑點(diǎn)成像儀(NESSI)，它們都安裝在基特峰國家天文臺WIYN陸基望遠鏡上；霍比-埃伯利望遠鏡上的宜居帶行星探測儀(HPF)、懷俄明州紅丘天文臺(RBO)。
目前，凌日系外行星勘測衛星(TESS)觀(guān)測了這顆位于恒星前方TOI-3757 b行星的交叉位置，這讓天文學(xué)家計算出這顆行星的直徑大約15萬(wàn)千米，比木星直徑略大。該行星環(huán)繞主恒星公轉一周僅需3.5天，比太陽(yáng)系距離太陽(yáng)最近的行星——水星，公轉周期少25倍，水星環(huán)繞太陽(yáng)一周需要88天。
之后天文學(xué)家使用NEID和HPF測量恒星沿視線(xiàn)的表觀(guān)運動(dòng)，也被稱(chēng)為徑向速度，這些測量數據提供了該行星的質(zhì)量，據計算，TOI-3757 b平均密度為0.27克/立方厘米，意味著(zhù)它的密度不足土星一半，大約是水密度的四分之一(如果它放在裝滿(mǎn)水的巨大浴缸中就會(huì )漂浮起來(lái))，或者實(shí)際上它的密度類(lèi)似于棉花糖。
美國賓夕法尼亞州大學(xué)博士后研究員杰西卡·利比-羅伯茨(Jessica Libby-Roberts)說(shuō)：“未來(lái)使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對這顆行星大氣層進(jìn)行潛在觀(guān)測，可能有助于揭曉其蓬松的本質(zhì)，發(fā)現更多這樣擁有巨行星的恒星系統，是我們洞察行星如何形成的一個(gè)重要環(huán)節，畢竟在紅矮星周?chē)l(fā)現巨行星非常罕見(jiàn)?！?/p>
該發(fā)現證明徑向速度儀(NEID)在探測候選系外行星方面的重要性，為詹姆斯·韋伯空間望遠鏡提供了跟蹤并開(kāi)始描述其大氣特征的重要目標，幫助天文學(xué)家揭曉行星的組成成分，是如何形成的，對于可能適宜居住的巖石行星，它們是否能支持生命存活。
