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進入21 小時極速公轉！「熱海王星」TOI-3261 b 重塑行星演化理論
藝術家描繪的熱海王星TOI-3261 b。 （圖：NASA/JPL-Caltech/K. Miller）
〔編譯陳成良／綜合報導〕科學家發現一顆名為 TOI-3261 b 的行星，其大小與海王星（Neptune）相當，但公轉週期僅 21 小時，是罕見的「熱海王星」（hot Neptune）。這顆行星位於被稱為「熱海王星沙漠」（hot Neptune desert）的區域，該區域幾乎沒有這類大小和組成的行星，TOI-3261 b 的存在為行星形成與演化研究提供了珍貴線索。
據《每日科技網》（scitechdaily）報導，這項發現由澳洲南昆士蘭大學天文學家納比（Emma Nabbie）領導的國際團隊完成。他們利用美國航太總署（NASA） 的凌日系外行星巡天衛星（TESS）數據，並結合澳洲、智利與南非的地面望遠鏡觀測確認。
所謂「熱海王星沙漠」是指在恆星周圍極近距離罕見存在的海王星大小行星區域，TOI-3261 b的存在本身就是一個天文學上的罕見現象。熱海王星之所以罕見，是因為它們難以在靠近恆星的環境中保有厚重的大氣層。
恆星的巨大引力和輻射會剝奪行星的大氣，推測 TOI-3261 b 起初可能像木星一樣龐大，但逐漸失去大部分質量。研究團隊透過透過建立模型模擬，顯示該行星系統約有 65 億年的歷史，而 TOI-3261 b 可能經歷了兩種質量流失機制：一是「光致蒸發」（photoevaporation），即恆星輻射導致氣體粒子消散；二是「潮汐剝離」（tidal stripping），即恆星引力剝奪行星的大氣層。
也有可能 TOI-3261 b 最初形成於距離恆星更遠的地方，因此受輻射與潮汐作用較小，得以保留部分大氣。其密度約為海王星的兩倍，顯示輕質氣體成分已隨時間流逝，只剩下較重元素。
TOI-3261 b 的殘餘大氣層為研究亮點之一。科學家推測，其原始大氣層可能包含多種元素，但確切組成仍待確認。未來，NASA 的韋伯太空望遠鏡（JWST）將利用紅外線觀測，分析其大氣分子特徵，或許能解開這一謎團。這不僅有助於了解 TOI-3261 b 的演化，也將揭示其他高溫巨行星背後的物理機制。
TOI-3261 b 是極短週期熱海王星家族的最新成員。首顆此類行星 LTT-9779 b 於 2020 年被發現，其後 TESS 相繼發現 TOI-849 b 和 TOI-332 b，這些行星皆具有經精確測量的質量。LTT-9779 b 和 TOI-849 b 已排定以韋伯太空望遠鏡進行觀測，未來將更深入了解這些行星的大氣層。
這項研究成果已發表在《天文期刊》（The Astronomical Journal）。透過對 TOI-3261 b 的分析，科學家希望揭開更多關於行星形成與演化的秘密。
