天文学家发现两颗比棉花糖还轻的超蓬松行星

这两颗新发现的系外行星被分别命名为TOI-791 b和TOI-791 c，它们围绕着一颗F7型矮星运行。虽然它们的体积均与木星大体相当，但其质量却远远低于同等体积的天体，因而呈现出极其罕见的超低密度特征。具体而言，TOI-791 b的密度仅为每立方厘米0.038克，而TOI-791 c的密度则为每立方厘米0.047克。相比之下，木星的平均密度为每立方厘米1.33克，约为这两颗新行星的28到35倍；而通常棉花糖的密度约为每立方厘米0.05克，这意味着两颗行星比棉花糖还要轻盈，与地球每立方厘米5.5克的致密结构更是不可同日而语。

研究表明，这两颗行星由环绕年轻宿主星的同一片气体和尘埃盘共同孕育，属于名副其实的“行星同胞”。它们之间还存在着一种罕见的5比3平均运动共振关系，即内侧行星每绕恒星运行5圈，外侧行星几乎恰好完成3圈。在运行过程中，两者的引力会发生周期性相互作用，从而在恒星视星等变化中产生微小而可检测的凌星时间变化。目前已知拥有多颗超级蓬松行星的系统仅有4个，该系统的独特性使其成为了解这类奇异天体发育演变过程的宝贵实验室。

值得一提的是，这两颗行星最初分别于2019年和2023年通过美国国家航空航天局的凌日系外行星巡天卫星项目数据，由公民科学家通过“行星猎人TESS”计划初步识别。为了进一步测定其精确尺寸和质量，由牛津大学物理系学者乔治·德兰斯菲尔德领衔的研究团队联合了蔚蓝海岸大学、伯明翰大学等多家国际科研机构，依托全球多地望远镜展开了长达八年的追踪观测。

在这项历时数年的观测中，位于南极洲康科迪亚站的法国/意大利南极搜寻系外行星地面望远镜发挥了关键作用。凭借南极冬季长达数月的连续极夜环境，该望远镜成功记录下了单次持续时间超过11小时的超长行星凌星事件，这是迄今为止地面观测到的最完整连续凌星记录。多方数据的结合最终确立了两颗行星异乎寻常的弥散结构。

对于这类超级蓬松行星究竟如何形成，目前的科学界尚未达成共识。主流假说认为，这些星球可能被富含氢和氦的巨型大气层所包裹，这些巨大的气态外壳在其总质量中占据了相当比例，并将其可视尺寸大幅拉伸。它们或许在原行星盘中远离恒星的寒冷区域形成，在低温环境下迅速围绕固态核心吸积气体。接下来，研究团队计划利用詹姆斯·韦布空间望远镜对该系统展开进一步的空间观测，深入分析其庞大大气层中是否包含碳、氮、氧等物质，从而更准确地揭示其成因与演化奥秘。