一个星球究竟能轻到什么程度？在人们的印象中，行星往往意味着坚实、厚重，哪怕是气态巨行星，也拥有相当可观的质量。然而，天文学家最新发现的两颗系外行星，却几乎刷新了人们对行星的认知。它们体积与木星相近，却拥有令人难以置信的低密度，甚至比棉花糖还要“轻盈”。这类极其稀有的天体被称为“超级泡芙”（Super-Puff）行星，而这一次，科学家一次就发现了两颗，它们还共同围绕着同一颗恒星运行。
这两颗行星分别被命名为TOI-791 b和TOI-791 c，位于南天星座沃兰座方向，距离地球约1110光年，围绕一颗与太阳相似、年龄较年轻的恒星公转。虽然它们的体积都接近木星，但内部却异常“空旷”。相比木星每立方厘米约1.33克的平均密度，这两颗行星的密度仅约0.04克每立方厘米，只有木星的三十分之一左右，甚至比棉花糖还要松软，看起来更像是被极度膨胀的巨大气球，而不是传统意义上的行星。
更加引人注目的是，这两颗超级泡芙行星并非偶然聚在一起，而是诞生于同一片原行星盘，可以说是一对真正的“兄弟”。如今，它们依旧围绕母恒星保持着稳定的轨道，并形成了一种特殊的轨道共振关系。内侧行星每完成五次公转，外侧行星几乎恰好完成三次，两者在运行过程中不断通过微弱的引力相互影响。这些细微的引力作用会让它们每次经过恒星前方的时间产生极小变化，而正是这些几乎难以察觉的时间偏移，为科学家测量它们的质量提供了关键线索。
事实上，这对特殊的行星最初是在NASA凌日系外行星巡天卫星（TESS）的观测数据中，由“行星猎人”公民科学项目的志愿者率先发现。当行星从恒星前方经过时，会遮挡一部分恒星光线，使亮度出现短暂下降。借助这种凌日现象，研究人员能够准确测量出它们的大小。而进一步分析两颗行星之间造成的凌日时间变化，则帮助团队计算出了它们的质量。将体积和质量结合后，这两颗行星极低的平均密度终于浮出水面，成为目前已知最轻盈的系外行星之一。
要完成对它们的精确观测并非易事。由于它们距离母恒星相对较远，每一次凌日持续时间都超过11个小时，远远超过多数天文台一整晚能够连续观测的时间。因此，研究团队将目光投向了南极洲。位于康考迪亚研究站的一台望远镜，凭借南极漫长冬季持续数月的极夜环境，实现了几乎不受日出影响的连续观测，最终成功记录下完整的凌日过程。这也成为迄今地面望远镜完成的最长一次完整凌日观测之一，为研究提供了极其珍贵的数据。
至于这些行星为何能够如此“轻”，科学界目前仍没有最终答案。主流观点认为，它们拥有异常厚重且膨胀的氢、氦大气层。在恒星系统形成初期，这些行星可能位于较寒冷的外围区域，小型岩石核心迅速吸积了大量轻质气体，最终形成如今这种体积巨大却质量偏低的特殊结构。也有研究认为，它们可能正处于演化过程中的某个短暂阶段，因此才呈现出如此极端的状态。
为了进一步揭开谜团，研究团队计划利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，对这两颗超级泡芙行星的大气层进行详细分析。通过研究其中包含的化学成分和分子特征，科学家希望能够追溯它们形成时所经历的环境和过程，寻找这些异常轻盈世界诞生的真正原因。这两颗如同“宇宙棉花糖”般的行星，不仅挑战了人类对行星结构的传统认知，也可能为理解行星形成机制提供全新的重要线索。
原文：https://www.universetoday.com/articles/two-planets-lighter-than-candy-floss
封面图片：unsplash/Dan Aleksandrovich
