天文学家发现一颗炽热的巨行星 只需16个小时就能绕其恒星公转一周

水星是我们太阳系中的速度冠军，它每88天围绕太阳运行一次，其平均速度为47公里/秒。它与太阳的平均距离为5800万公里（3600万英里），它的速度如此之快，所以以翼足之神命名。但是，如果不是水星，而是木星离太阳最近呢？如果木星比水星更接近太阳，而且温度高得多呢？

在大约855光年外的一个遥远的太阳系中，有一颗行星让水星看起来像是太阳的一个缓慢、冰冷、遥远的邻居。这颗行星绕着它的恒星运行的时间只有16个小时，这使它成为有史以来测量的最短轨道之一。在这样的距离和速度下，加上该行星极高的表面温度，它是迄今为止发现的最奇特的行星之一。

这颗行星的名字是TOI-2109b，它被天文学家称为”超热木星”。热木星是气态巨行星，它们的轨道离恒星特别近，表面温度非常高。超热木星甚至更加极端。它们的表面温度高于2200开尔文（1900摄氏度，3500华氏度）。天文学家估计，TOI-2109 b的日面温度大于3500开尔文（3225摄氏度，5840华氏度），和一些小恒星一样热。

发表在《天文学杂志》上的一篇新论文介绍了这一发现。这篇论文的标题是”TOI-2109。一个在16小时轨道上的超热气体巨人”。主要作者是Ian Wong，目前在美国宇航局戈达德太空飞行中心工作，但在这项研究期间是麻省理工学院的博士后。

NASA的TESS（凌日系外行星探测卫星）在2020年5月发现了这颗行星。TESS在5月13日开始观察它，并持续观察了近一个月。在接下来的一年里，多个地面观测站以不同的波长进行了后续观测。所有这些观测结果都证实，TOI-2109b是一颗罕见的、不寻常的行星。

研究报告的共同作者、麻省理工学院Kavli天体物理学和空间研究所的Avi Shporer说：”一切都与它是一颗行星相一致，我们意识到我们有一些非常有趣和相对罕见的东西。”

TOI-2109 b的16小时轨道周期是迄今为止测量到的最短的气态巨行星。(该行星的质量比我们的木星大五倍，它围绕着一颗F型恒星运行，质量比我们的太阳大1.5倍。很难想象这种安排对同一系统中的任何观测者来说会是什么样子。)

艺术家对一颗木星大小的系外行星及其宿主的渲染，这颗恒星的质量略大于我们的太阳。

这颗行星之所以这么热，是因为它距离其恒星平均只有240万公里（150万英里）。它可能像其他热木星和超热木星一样被潮汐锁定在其恒星上。极高的日面温度可以将分子撕裂成其组成的原子。理论模型显示，这可能发生在分子氢上。如果夜晚的一侧温度明显较低，那么氢气就可以再次结合成分子。

一个月的TESS观测意味着研究小组可以观察到这颗行星围绕其恒星运行的情况。他们观察了二次日食–当一颗行星在其恒星后面经过时，有多个波长。这帮助他们确定白天的温度可能超过3500K。但研究人员并不确定夜间会发生什么，因为TESS不够敏感。如果分子氢在白天被撕碎，在夜间重新结合的反应过程是真的，那么这可能有助于在大气中更有效地混合温度，并可能意味着温度没有那么极端。

研究人员发现，TOI-2109b正以每年约10至750毫秒的速度缓慢地螺旋式进入恒星。天文学家已经发现了其他的热木星，它们的轨道衰变将它们吸引到它们的恒星中，但是没有任何东西能像这个一样快。

艺术家对木星大小的系外行星的概念，它的轨道相对靠近其恒星（又称”热木星”）。

TOI-210 b的极端性质有助于确认超热和热木星作为最极端类型的系外行星之一的地位。更强大的望远镜将揭示这颗行星的更多性质，研究小组希望哈勃能够与即将发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜一起研究它。观察当这颗行星越来越接近恒星时会发生什么，对天文学家来说特别有趣。