由捷克科学院天文研究所恒星部门的天文学家扬·舒比亚克（Ján Šubjak）领导的科研团队，联合哈佛大学与史密森尼研究所的天体物理中心，近日宣布在系外行星研究领域取得重大突破。借助 TESS 太空任务的数据以及智利 HARPS 光谱仪的地面观测，研究人员成功确认了一颗名为 TOI-2458 b 的迷你海王星型系外行星的存在。这一发现为行星系统的形成机制提供了新的见解。

迷你海王星 TOI-2458 b 的发现

TOI-2458 b 首次被识别为一颗凌星行星——当它经过母恒星前方时，会导致恒星亮度出现规律性下降。恒星亮度的变化引导科学家进行了更深入的观测。结合 TESS 卫星的数据与光谱测量结果，研究人员确定了该行星的大小、质量及其他特性。

TOI-2458 b 的半径约为地球的 2.8 倍，质量约为地球的 13.3 倍。它运行在极近的轨道上——绕恒星公转一周仅需 3.74 天。这意味着该行星处于极热的环境中，条件不利于生命存在。

母恒星及其不寻常的特性

吸引科学家注意力的还有 TOI-2458 b 绕行的恒星。这是一颗 F 型恒星，其质量略高于太阳，表面温度约为 6000 K。分析表明，该恒星已进入演化晚期，即将离开主序带，暗示其年龄约为 57 亿年。

另一项令人惊讶的发现是该恒星快速的自转周期，仅为 9 天，以及极短的 54 天磁活动周期。这种组合在 F 型恒星中极为罕见。类似的短周期仅在少数恒星中被观测到，例如以与热木星型系外行星相互作用而闻名的 τ Boo 星。（注：根据捷克语语言研究所，太阳系中应使用“木星”或“海王星”指代行星，但若涉及系外行星类型，则建议使用“热木星”、“迷你海王星”等术语。）

“我们的观测表明，该系统在动力学方面极具趣味性，”舒比亚克博士说道。“恒星的快速自转和磁活动可能是过去与行星体相互作用的结果。”

TOI-2458 系统中其他行星的发现

在对 TOI-2458 行星系统的进一步研究中，科学家确认了存在第二颗行星，其轨道距离恒星更远。该行星的公转周期约为 16.5 天，意味着其位于 TOI-2458 b 之外。动力学模型显示，其质量介于地球质量的 10 至 25 倍之间，但需进一步观测以精确确定其属性。

系统形成历史与失踪热木星的作用

本研究最重要的发现之一是假设 TOI-2458 行星系统过去可能包含一颗热木星。与假设这些行星从原行星盘外部迁移而来的理论不同，该热木星可能直接在恒星极近处形成。

然而，随着时间的推移，这颗巨行星因潮汐相互作用被恒星吞噬。这一过程或许解释了为何 TOI-2458 恒星如今表现出异常快速的自转。“吞噬大质量行星可能为恒星注入了大量角动量，”舒比亚克博士解释道。

对当前系统动力学的影响

如果关于丢失的热木星这一假设成立，那么它过去存在的事实将显著影响剩余行星轨道的动力学。科学家认为，引力相互作用可能导致了迷你海王星 TOI-2458 b 的轨道倾角出现异常，使其如今围绕其恒星的极区运行。这种倾角可能是由于在系统早期阶段、热木星螺旋坠入恒星之前就已经作用于该行星的长期共振所导致的。

对系外行星研究和行星系统形成的影响

如果这一假设得到证实，它将为我们理解恒星系统如何与其近邻行星相互作用带来新的视角。未来的观测可能会为该理论提供更多证据，同时揭示系外行星系统中动态过程的更多细节。类似的研究还可能揭示此类场景在我们银河系中的普遍程度，以及形成和维持此类系统所需的条件。"TOI-2458 系统向我们表明，宇宙充满了惊喜，并为我们的行星形成模型带来了新的挑战，"Dr. Šubjak 补充道。

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捷克科学院天体物理研究所/ gnews - RoZ

人工智能对 TOI-2458 系统的构想图。图像由 DALL·E（OpenAI）生成