NASA TESS 发现史上“最蓬松”行星：密度低于棉花糖的世界

NASA 的 TESS（凌星系外行星巡天卫星）任务发现了两颗迄今为止密度最低的巨行星——它们是如此之轻，以至于其密度可与棉花糖相媲美。这项经同行评议的研究发表在《皇家天文学会月刊》上，称这两颗行星是迄今发现的“最蓬松”的世界。

两颗超级蓬松系外行星：TOI-791 b 和 TOI-791 c

这两颗行星均绕着一颗名为 TOI-791 的 F7 型矮星运行，该恒星距离地球约 1110 光年，位于南天星座飞鱼座（Volans）。

关键特征

两颗行星——TOI-791 b（内侧行星）和 TOI-791 c（外侧行星）——大小与木星相当，但质量却极低。研究首席作者、牛津大学的乔治·德兰斯菲尔德博士将它们的密度形容为“就像刚从罐子里挤出来的一团蓬松剃须泡沫”。

参数	TOI-791 b（内侧）	TOI-791 c（外侧）
大小	约与木星相当	约与木星相当
密度	0.038 g/cm³	0.047 g/cm³
质量	极低，仅为木星质量的极小部分	极低，仅为木星质量的极小部分
与木星密度对比	比木星稀薄约 35 倍	比木星稀薄约 28 倍
轨道共振比	每 5 次轨道对应伴星的 3 次	每 3 次轨道对应伴星的 5 次

作为参考，棉花糖的密度约为 0.05 g/cm³，这意味着这两颗行星甚至比棉花糖还要轻。

罕见的 5:3 平均运动共振

这两颗行星锁定在一种罕见的 5:3 平均运动共振 中——即内侧行星 TOI-791 b 每完成五次轨道，外侧行星 TOI-791 c 几乎恰好完成三次轨道。这种引力相互作用会导致其凌星时间产生可测量的偏移，研究团队正是利用这一点估算了它们的质量。

发现与确认

公民科学的起源： 这两颗行星最初分别于 2019 年和 2023 年被参与 Planet Hunters TESS 公民科学项目的志愿者识别为候选行星。该项目邀请公众在 NASA 的 TESS 数据中搜索可能存在的新世界。

地面望远镜确认： 研究团队结合来自全球多个望远镜的凌星观测数据，测量了这两颗行星的大小和质量。其中包含位于南极康科迪亚站的 ASTEP 望远镜（南极凌星系外行星巡天望远镜）。南极冬季长达数月的持续黑夜，使天文学家能够一次不间断地捕捉到这两颗行星异常漫长的凌星过程——每次凌星持续时间 超过 11 小时。这是迄今为止从地面完整观测到的最长的连续行星凌星事件。

未来 JWST 观测计划

研究人员期待利用 詹姆斯·韦布空间望远镜 进行后续观测，以揭示这两颗行星的化学成分。德兰斯菲尔德博士指出，这两颗行星的大气很可能主要由氢和氦构成，但需要 JWST 来确认其确切的大气成分。