一颗编号为NGTS-4b的行星，出现在了天文学家没有预料到的数据空间——“海王星沙漠”当中。这颗行星的半径是地球半径的三倍，比海王星半径小约百分之二十。它是由华威大学的研究人员通过“下一代天文过境调查”（NGTS）的数据发现的（天文过境是指天体穿过较大的明亮天体和观察者之间时产生的一种现象）。进一步的观测表明，它是一颗发热行星，温度约在1000摄氏度左右。
行星NGTS-4b的质量是地球的20倍，它以一个920光年之外的K-dwarf恒星为中心做周期为1.3天的运行。这个星球正在引起人们的关注，不是因为它是一颗这颗星球，而是因为它的位置。这篇论文的第一作者理查德韦斯特（华威大学）说道：
“不得不说，发现这颗星球是很困难的——因为它正好在我们所预计的海王星大小的行星无法存在的区域。我们能通过恒星调光，在不到0.2％的概率下发现这一颗过渡行星，是非凡的成就——因为这在之前，地面望远镜从未做到过。在持续这个项目一年之后能够找到它真是太好了，尤其是在这么低的概率下。 同时，我们现在正在搜索数据，看看我们是否可以在‘海王星沙漠’中发现更多的行星，也许这片‘沙漠’并没有我们以前想象的那么荒芜。”
资料图：艺术家对系外行星NGTS-4b的构想。版权所属：华威大学/马克·加里克。
这篇关于NGTS-4b的论文，让我思考了已有的探测系外行星的方法的优缺点，因为它们都有一些做不好的地方。以木星类行星为例，它的轨道可以与太阳系最大的行星相媲美。根据这颗行星在其轨道上的位置，天文学家可能会在这样的条件下寻找一个过境点许多年，却永远看不到它，即使它是其系统中的主导行星。
即使是一颗在一个与太阳系宜居带相当的可居住区域内的类地行星，也需要一年左右的时间才能完成它的轨道公转，因此，我们要想确认它，需要花上几年的时间。在寻找系外行星的活动开始启动，并发现行星51 Pegasi b的几年后，出乎意料的，我们在近距离轨道上发现了“热木星”，而且不止几个。这里再次出现了观测偏倚——我们在早期就发现了这些热木星，因为使用径向速度方法想要发现它们其实比要发现系统外更难以发现 、更小的目标容易许多。
但“海王星沙漠”似乎不满足观测偏倚的结果。我们在研究开普勒统计数据时发现，几乎没有海王星大小的短周期行星，这是一个“沙漠”，这篇论文将其定义为缺乏质量约为木星质量的十分之一和轨道周期小于2-4天的系外行星的区域。这不被认为是观测偏倚的原因是：这样的行星应该很容易被发现，而且我们已经在开普勒和科罗等任务中发现了许多轨道较长的海王星。然而，我们也许会发现，短周期海王星产生的过境太浅，以至于大多数地面调查无法探测到。
“沙漠”的问题很可能会让你想起更著名的“褐矮星沙漠”，它指的是在和太阳质量相当的恒星周围5个AU的轨道上，没有这样的短周期小质量天体。据统计，这片沙漠出现在发现了许多自由漂浮的褐矮星的时候。关于这个发现的解释，包含了褐矮星迁移到主星的可能性，但我们离完全理解原行星盘内的迁移还有很长的路要走。随着对这一现象的研究不断深入，各种假设的形成模型会产生不同的结果。
同时，正如华威大学的研究人员所指出的那样，NGTS-4b的过境是迄今为止从地面探测到的最浅的一次，这给了我们进一步开展此类研究并有所发现的希望。文章提到：
NGTS-4b的发现是地面光度学的一个突破，0.13±0.02%的过境是广域地面光度学调查中探测到的最浅的过境。它使我们能够开始探测“海王星沙漠”，并在这个数据空间区域发现稀有的系外行星。在不久的将来，这些关键系统将使我们能够对行星的形成和演化模型施加约束条件，并使我们能够更好地理解观测到的行星分布。再加上NGTS和TESS对未来行星的探测，我们将更清楚地了解到“海王星沙漠”的边界在哪里，以及它们如何依赖于恒星参数。
科学家们为这颗行星能在海王星沙漠这样地狱般的条件下中生存，并保持它的大气层提供了两种解释：NGTS-4b可能具有异常高的核心质量；或者它可能在过去的100万年内不断迁移，到了目前的近距离轨道上，并且它的大气仍然在蒸发。如果是后一种情况，那么接下来的问题是——在其他地方有没有阻止这种迁移的机制，能够标记“沙漠”的边界？
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. PAUL GILSTER- centauri-dreams-蒸鱼
如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
