怎么会有这样的行星，体积是地球1000倍，密度却只有地球的2%

最蓬松的行星

在太阳系内，木星是最巨大的行星，其直径大约是地球的11.2倍，质量是地球的318倍。我们知道，地球的密度约为每立方厘米5.5克，可以计算得出，木星的密度是大约每立方厘米1.326克。

相比之下，土星是太阳系内最“轻”的行星，它的体积是地球的830倍左右，质量却仅有地球的95倍。计算后可以得知，土星的密度仅为每立方厘米0.687克，比水还小。如果有足够大的海洋把整个太阳系扔进去的话，只有土星会漂浮在水面上。

不论是木星的质量还是土星的密度，都已经足够惊人，但放眼整个宇宙，它们就显得并不突出了。

在221光年以外，有一颗系外行星，成为了目前人类已知密度最小、最为蓬松的行星。它的发现，不仅从数据上震惊了我们，甚至突破了科学家现有的理论，令人们困惑不已。

超级泡芙行星

这颗行星名为WASP-107b，围绕着一颗K型主序星WASP-107公转。K型主序星又被称为橙矮星，温度、体积、质量都略低于太阳。WASP-107的质量大约是太阳的69%，表面温度约为4430K，比太阳低了许多。

但是，WASP-107b并没有因此就比太阳系的行星冷，因为它距离宿主恒星非常近，接收到的辐射也多得多。观测结果表明，它围绕宿主恒星公转一圈仅需5.7天，是太阳系最内侧行星水星公转周期的6.48%。在如此近的距离下，WASP-107b的温度也高得惊人，达到了462℃，比水星还热，和太阳系金星差不多。

和金星不同的是，WASP-107b并非岩石行星。它的体积非常巨大，半径达到了木星的94%，可见是一颗典型的气体巨星，也是所谓的热木星。由于表面温度过高，且主要由气体构成，所以热胀冷缩效应尤其明显，导致它极度的蓬松，并且有大气在不断蒸发。

正是在这样的情况下，WASP-107b密度就变得非常低了。科学家利用美国的凯克望远镜，通过径向速度法观测后发现，虽然体积和木星差不多，但WASP-107b的质量仅有木星的10%左右。计算后可以发现，它的密度竟然只有每立方厘米0.13克。也就是说，从整体上看这颗行星，它的密度还不如我们烤串时用的木炭的1/3！因此，科学家又将它称为超级泡芙行星。

普通人仅仅会震惊于这些夸张的数字，而科学家们则会透过现象看本质，发现其深层次的根本问题。

微小的行星核

根据目前的研究，木星这样的气体行星除了表明厚度惊人的大气层之外，还有一个核心区域。以木星为例，它的核心占了整体质量的5%-15%左右，也就是约为地球质量的15-45倍。

考虑到WASP-107b的质量只有木星的1/10，蒙特利尔大学的物理学家Caroline Piaulet及其团队计算后认为，它的固体行星核质量可能不足地球的4.6倍。也就是说，这颗行星85%的质量都集中在极度蓬松的大气层中。

这带来了一个巨大的问题，Piaulet说道：“密度如此之低，这样的行星怎么会形成呢？尤其是在它和宿主恒星如此之近的情况下，是如何维持庞大的大气层不逃逸殆尽呢？这使得我们不得不做一个彻底的分析，以确定它的形成史。”

对于这些遥远的气体巨星来说，我们研究的重要方法之一就是参考太阳系内的气体巨星，也就是木星和土星，然后进行类推分析。实际上，不仅仅是木星，密度相对较小的土星也有一个质量比地球大10倍以上的核心。因此，长期以来，科学家都认为这样的巨大核心是气体行星形成的必要条件，只有核心达到这么巨大的质量，才能吸积足够多的物质，提升自己的质量。

因此，科学家们推测，WASP-107b应该是以一种不同形式的过程形成的。而且，考虑到它目前有大量的气体在蒸发，如果它形成的时候就面临这样的困境，那么恐怕根本就不会形成。因此，我们有理由相信，它最初并不是在我们发现的地方形成的，而是形成之后才迁移到这里的。

轨道的迁移

而且，除了WASP-107b之外，这个系统中还有另外一颗行星，那就是WASP-107c。这颗行星的位置就要远得多了，公转周期为1088天，是地球的3倍。而且，虽然行星轨道都是椭圆，但基本都十分接近正圆，而它的公转轨道偏心率非常大。这样的运行模式，意味着它受到了其他天体引力的干扰，而干扰它的很可能就是WASP-107b。

加拿大麦吉尔大学的天文学家Eve Lee介绍了他们的猜想：“对于WASP-107b最合理的推测就是它形成于距离宿主恒星非常远的地方，那里原始星盘的气体温度足够低，气体吸积过程也会非常快。后来，这颗行星要么通过与原始星盘的相互作用，要么与系统中其他行星发生作用，总之它成功地迁移到了现在的位置上。”

简单来说，WASP-107b在开始疯狂吸积的过程中，就因为与WASP-107c之间的相互作用而进入到了靠近宿主恒星的轨道上，然后结束了吸积的过程。同时，它的核心质量可能也会在未来帮助我们确定一颗气体巨星形成的核心质量下限，或许4.6倍地球质量甚至更小的核心，也足以促使一颗气体巨星的形成。

加拿大蒙特利尔大学的天体物理学家Björn Benneke表示：“这项研究明确了气体巨星如何形成及成长的一些关键基础，并且为此提供了明确的证据，证明即使是比以往想象要小得多的核心，依然可以带来巨大的气体包层。”

接下来，研究团队希望通过更加灵敏的观测设备来研究这颗史上最蓬松的行星，这对于我们了解行星形成和演化至关重要。毕竟，太阳系只有八颗行星，可供研究的对象实在太少。那些遥远的行星，成为了绝佳的观测对象，也是我们了解太阳系形成乃至生命出现的关键。