轨道怪异的系外行星正在我们眼前变成一颗热木星
图为一颗气态巨行星转变为热木星（图片来源：uux.cn/NOIRLab/NSF/AURA/J.da Silva）
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：对于一颗遥远的气态巨行星，我们所看到的远不止这些。
天文学家发现，这颗太阳系外行星或“系外行星”不仅拥有有史以来最奇怪的轨道之一，而且正在转变为一个“热木星”世界。了解这种转变可以帮助科学家更好地了解这个奇怪类别中的世界是如何形成的。
这颗名为TIC 241249530 b的系外行星距离地球约998光年，于2020年1月首次被美国国家航空航天局的凌日系外行星勘测卫星（TESS）探测到，当时它穿过或“凌日”了其母恒星的表面。
这颗行星围绕其恒星TIC 241249530运行，距离约为地球和太阳之间距离的12%。这种接近意味着它在15.2个地球日内完成一个轨道。但这并不是这颗行星轨道的极端之处。
大多数行星都没有完美的圆形轨道。相反，大部分行星轨道都是椭圆轨道，具有一定程度的平坦性，天文学家称之为“偏心率”。TIC 241249530 b的轨道是天文学家所见过的最拉伸和最平坦的轨道之一。此外，与恒星的自转相比，这颗木星大小的行星正在“向后”绕恒星运行。
然而，热木星是系外行星，它们围绕行星运行的距离使它们在10个地球日或更短的时间内完成一年。这意味着TIC 241249530 b不是热木星——至少目前还不是。目前，天文学家对热木星如何如此接近其母恒星感到困惑，科学家们认为这些行星在离恒星更远的地方形成，然后向内迁移。
然而，即使在天文学家观测并确认了至少5600颗系外行星之后，这一迁移过程的早期阶段仍然令人沮丧地难以捉摸。
一组天文学家使用基特峰国家天文台（KPNO）WIYN 3.5米望远镜上的两台仪器观测到TIC 241249530 b，并将其揭示为早期热木星。
NOIRLab博士后研究员、团队负责人Arvind Gupta在一份声明中表示：“二十多年来，天文学家一直在寻找可能是热木星前身的系外行星，或者是迁移过程的中间产物，所以我非常惊讶和兴奋地找到了一颗。”。“这正是我希望找到的。”
正在形成的热木星
科学家们首先使用NN-EXPLORE系外行星和恒星散斑成像仪（NESSI）来消除由地球大气层引起的“闪烁”模式，并减少来自其他光源的噪声，这些噪声可能会在恒星TIC 241249530经过其表面时污染其信号。
接下来，他们使用NEID光谱仪测量了系外行星围绕恒星的速度，以确定恒星的光线变化。
古普塔说：“NESSI为我们提供了比其他方式更清晰的恒星视图，NEID精确地测量了恒星的光谱，以检测对轨道系外行星的响应。”。
该团队对这一光谱的分析证实，TIC 241249530 b的质量大约是木星的五倍。调查还揭示了这颗行星极其偏心的轨道。行星轨道的偏心率以0到1的比例进行测量，0是完美的圆形轨道，1是高度椭圆。
矮行星冥王星围绕太阳的高度椭圆轨道的偏心率为0.25，而地球近乎完美的圆形轨道的偏心度为0.02。TIC 241249530 b的轨道偏心率为0.94，比通过系外行星探测的凌日方法发现的任何其他系外行星的轨道都要偏心。
值得注意的是，还有另一颗轨道更平坦的行星HD 20782 b，它是一颗距离我们1117光年的气态巨星。它的轨道偏心率为0.956，但这个世界不是用凌日法发现的。
与地球和水星（距离太阳最近的行星）的大致圆形轨道相比，TIC 241249530 b的轨道奇怪地拉长了（图片来源：uux.cn/NOIRLab/NSF/AURA/R.Proctor）
如果TIC 241249530 b被放置在太阳系中，它的轨道将使其比水星更靠近太阳10倍（约300万英里，即480万公里），然后正好达到地球与太阳的最大距离（约9500万英里，或1.53亿公里）。这将导致TIC 241249530 b的温度变化从地球上一个晴朗的夏天的温度变化到足以熔化铅的温度。
TIC 241249530 b围绕其恒星的运动也有另一个不寻常的特征。这颗行星以与恒星自转相反的方向绕恒星运行，这被称为“逆行”。这在系外行星中很少见。
TIC 241249530 b轨道的这两个方面都让团队意识到它即将转变为热木星。该团队认为，随着这个高度偏心的轨道使行星靠近其恒星，轨道将开始像膨胀的沙滩球的二维阴影一样填满。预计这会发生，因为恒星引力产生的潮汐力会将轨道能量从系外行星上带走。
随着这颗行星的轨道“绕圈”，它也会缩小，使TIC 241249530 b更靠近它的恒星，并给它一年不到10个地球日的时间，这表明向热木星的转变已经完成。
TIC 241249530 b只是发现的第二颗似乎处于热木星迁移前阶段的系外行星。TIC 241249530 b和这种热木星前体的先前例子似乎都支持更高质量的气态巨行星通过从高偏心轨道迁移到更紧、更圆的轨道而转变为热木星。
古普塔总结道：“虽然我们无法实时按倒带观看行星迁移过程，但这颗系外行星可以作为迁移过程的快照。”。“像这样的行星非常罕见，很难找到，我们希望它能帮助我们解开热木星形成的故事。”
该团队的研究于7月17日发表在《自然》杂志上。
编者按：本文已被更正，以澄清所有太阳系行星的轨道都是顺行的；金星和天王星显示逆行自转，而不是逆行运动。
