天文学家发现了一颗巨大的岩石“巨型地球”，其质量是地球的 23 倍

天文学家发现了一颗异常巨大、致密的系外行星，挑战了关于岩石行星如何形成的传统观念。

称为 GJ 523b， 系外行星 它比地球宽约 2.5 倍，但在这个相对紧凑的尺寸中却容纳了地球质量的约 23 倍。如此巨大和密集的世界有时被称为“巨型地球”，这是一个非正式术语，指的是异常巨大、主要是岩石的行星。根据威斯康星大学麦迪逊分校的一份声明，GJ 523b 的高密度表明它含有相对较少的大气层，尽管它足够大，天文学家通常预计它会积累大量的气体包层。

该研究的主要作者马克斯·克罗夫特 (Max Kroft) 表示：“这根本不是我们所期望的。” 声明。 “像这样的致密行星并不罕见，但它们通常是类似于地球或水星的小型岩石行星。这颗行星比地球大两倍半。”

GJ 523b 最初被 NASA 确定为候选者 凌日系外行星勘测卫星 （TESS），它搜索行星穿过或凌日其宿主恒星时引起的周期性星光减弱。研究人员对亚利桑那州基特峰国家天文台地面 WIYN 3.5 米望远镜的观测结果进行了跟踪，使用摄谱仪测量了行星对其恒星的引力。

结合这些观测结果，研究小组计算出GJ 523b的质量约为地球的23.5倍，半径约为地球的2.55倍，密度约为每立方英寸126.82克。它绕着它的 星星 每 17.75 天一次。研究显示，这个行星系统也相对年轻，估计有近 1.7 亿年的历史。

大小、质量和年轻度的结合给行星形成模型带来了难题。行星首先建造岩石和金属的核心，然后从年轻恒星周围的气体和尘埃盘中吸收氢和氦。在我们自己的 太阳系据认为，木星和土星等巨型行星的核心质量达到地球质量的大约 20 倍后，就开始迅速积累其巨大的气体包层。

GJ 523b已经是23倍左右 地球的质量，使其超出该阈值。然而，它并没有发展成为一个富含天然气的世界，而是异常高的密度表明它的天然气相对较少，并且仍然主要是岩石——这引发了一个问题：为什么它会走上如此不同的道路。

“问题是，如果这个星球的大小是地球的 20 倍，为什么它不这么做呢？”克罗夫特在声明中说道。

一种可能性是，GJ 523b 最初形成时有一层厚厚的大气层，后来被剥离。另一种是它是通过 碰撞 声明称，在两颗行星之间形成一个更大的岩石世界，同时将其大部分气体包层喷射到太空中。

天文学家使用了术语“巨型地球“十多年来，人们一直在描述异常巨大的岩石世界，尽管它从未代表过正式建立的一类系外行星。找到更多像 GJ 523b 这样的例子可以帮助揭示这些不寻常的世界是罕见的例外还是更广泛的群体的一部分。

克罗夫特在声明中说：“很难从一个样本量中推断出有关行星形成的一般情况。” “我们不会达到 10,000 个这样密度过大的行星，但如果我们能达到 20 或 30 个，也许会出现一些趋势。”

研究结果已提交给《天文学杂志》 目前可用 在预印本服务器 arXiv 上，尚未经过同行评审。