天文学家通过 NASA 的 TESS 在 180 天轨道上发现了罕见的超级木星 NGTS-38 b

一个国际天文学家小组宣布发现了一颗被归类为超级木星的系外行星，绕着 TIC-65910228 恒星运行，距离地球约 864 光年。该物体名为 NGTS-38 b，是美国宇航局凌日系外行星研究卫星 (TESS) 在 2020 年 12 月观测到的一次凌日中发现的。随后用地面仪器进行的观测证实了该行星的存在，并使其能够准确确定其主要物理和轨道特征。

超级木星的质量相当于木星的4.78倍，半径是木星的1.08倍，这导致其密度非常高，约为4.69克/立方厘米。它绕主恒星运行的平均距离为0.7个天文单位，相当于1.047亿公里。这一发现的罕见之处在于，很少有轨道周期超过100天的系外行星被TESS确认为具有高质量的凌星现象。

NGTS-38 恒星的特性

主星被分类为光谱类型 F6V-F7V，表现出高金属丰度，[Fe/H] 为 +0.33 dex。它的质量达到太阳质量的1.46倍，半径相当于太阳的大约两倍。该恒星的有效温度估计为 6,310 K，其年龄约为 22 亿年。

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这些特征表明一颗相对年轻的恒星富含重元素。高金属丰度可能有利于在更遥远的轨道上形成巨大的气态巨行星。

发现确认流程

当行星经过恒星前方时，凌日方法可以进行初步检测，暂时降低其亮度。 TESS 在第 33 区观测期间捕捉到了这一孤立事件。为了验证该信号，天文学家在智利帕拉纳尔天文台使用 NGTS 进行了超过 228 个夜晚的广泛监测。

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• NGTS记录了凌日的完整光变曲线，将轨道周期细化为180.53天。
• 安装在拉西拉天文台的 CORALIE 和 HARPS 摄谱仪测量了恒星径向速度的变化。
• 径向速度测量证实了行星质量并排除了误报。
• 综合分析消除了双星日食或星斑的可能性。

轨道和热特性

180.53 天的轨道周期使 NGTS-38 b 跻身众所周知的最长轨道热木星之列。 0.308 的适度偏心率意味着在轨道运行期间到恒星的距离会发生变化。计算得出的平均平衡温度为 458 K，低于许多附近的热木星的温度。

这种轨道结构减少了短周期行星典型的极端加热。在最近点（近星点），温度可能会略有增加，但仍与电离度较低的大气相容。

额外研究的潜力

高密度表明内部成分紧凑，可能具有富含重元素的核心或致密的大气层。理论模型表明大气中受高重力和中等温度影响的特定化学转变。

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该系统位于PLATO任务的观测场内，将对该区域进行高精度光度测量。未来的观测可能会寻找系外卫星、环或轨道排列的特征。这颗明亮的恒星有助于对行星大气进行详细的光谱测量。

搜索系统中的其他组件

对 TESS 数据的分析表明没有其他令人信服的凌日现象。径向速度残差也没有表明附近有巨大的伴星。超级木星的宽轨道为内部或外部较小的行星提供了空间。

像柏拉图这样的任务可以在同一系统中探测可能的陆地世界或迷你海王星。轨道稳定性研究继续评估完整的架构。

这一发现增强了不太常见的轨道结构中巨型系外行星的多样性。 NGTS-38 b 有助于比较凌日检测到的热木星和冷木星群。