宇宙的“棉花糖”？NASA发现超低密度巨行星(图)

（图片来源：herman/stock.adobe.com）

在浩瀚宇宙中，行星的大小会令人联想到它拥有的质量，在距离地球1113光年的星系却出现令人惊讶的例外。

宇宙中的“超级蓬松行星”

木星是太阳系中最大的行星，庞大的体积与质量使它成为人们认识气体巨行星的重要参照。如果一颗行星拥有相近的体积，质量却只有木星的几十分之一，会是什么模样？NASA于2026年6月24日公布的研究消息，揭示了这样一组特殊的系外行星。

这两颗行星分别命名为TOI-791 b与TOI-791 c，围绕着一颗名为TOI-791的类太阳恒星运行，距离地球大约1113光年。两者的体积都与木星相近，但质量远低于木星，因此呈现出极低的平均密度。其中，TOI-791 b的体积几乎与木星相同，质量却只有木星的3.0%。另一颗TOI-791 c的体积略大于木星，质量也仅有木星的5.9%。

这两颗行星虽然拥有巨行星般的庞大外观，实际质量却与体积并不相称。科学家因此将它们归入罕见的“超级蓬松行星”，并指出这是目前已知密度极低的行星中，格外引人注目的发现。

不过“蓬松”只是形容它们低密度特征的称呼，不代表行星真的由棉花糖构成，这个比喻凸显的是它们与一般人对巨大天体的想像截然不同，看似庞大的世界，质量却出乎意料地低。

从恒星亮度的微弱变化追踪行星

这两颗特殊行星不是透过直接拍摄表面而被发现的，而是由TESS观测恒星亮度的变化，逐步确认它们的存在。TESS是NASA的凌日系外行星巡天卫星，主要任务之一是透过观测恒星亮度的细微变化，寻找可能从恒星前方经过的行星。

当行星运行至地球观测者与恒星之间，从恒星前方掠过时，就会遮挡部分星光，使恒星看起来短暂变暗。这种现象称为“行星凌日”，是搜寻系外行星的重要方法。

TOI-791 b与TOI-791 c最初就是透过这类亮度下降讯号进入研究人员的视野。随着观测资料累积，科学家进一步分析这个行星系统的特征，逐渐确认两颗具有异常低密度的巨行星。

这项研究的一大难处，在于两颗行星绕行恒星的周期都相当长。TOI-791 b完成一次公转需要139天，TOI-791 c则需要232天。相较于公转周期较短、能够在有限时间内多次出现凌日讯号的行星，这类长周期天体往往需要更长时间的观测，才能累积足够资料确认其性质。

TESS在高地球轨道上运行，利用其观测条件，在七年间累积了这个行星系统共1122天的观测资料，这些长期纪录成为研究团队分析两颗行星的重要基础。

为什么巨行星如此轻盈？

两颗行星的发现，不只增添了系外行星名录中的特殊成员，也提出一个更深层的问题，这些体积庞大、质量却异常低的行星，究竟是如何形成的？

一般而言，行星的形成受到多种因素影响，包括行星自身的物质组成、所处环境，以及与同一系统中其他天体之间的相互作用。对TOI-791 b与TOI-791 c而言，极低的平均密度使它们成为研究这些问题的特殊对象。

参与研究的NASA艾姆斯研究中心研究科学家史蒂夫·豪威尔表示，大型行星被认为在行星系统的演化过程中扮演重要角色，因此深入研究这类木星大小、质量却远低于木星的天体，具有相当高的价值。

未来，研究团队希望进一步分析两颗行星的大气化学成分，了解它们的自转如何影响外形，以及宿主恒星的自转轴倾角与行星轨道之间存在什么关系。此外，研究人员也希望厘清，这两颗行星在形成之后，是否曾在行星系统中迁移，它们的轨道是否受到其他行星的引力影响，以及这类低密度行星究竟透过什么机制形成。

TOI-791 b与TOI-791 c打破了人们对巨行星的直观印象，体积接近木星，并不意味着它们也拥有相近的质量，而两颗如此低密度的行星同时出现在一个系统中，让这个遥远星系成为行星研究的新焦点。

这项由英国牛津大学牵头，与蔚蓝海岸大学／蔚蓝海岸天文台及伯明翰大学合作完成的研究，已刊登于《皇家天文学会月刊》。