（圖片來源：herman/stock.adobe.com）
在浩瀚宇宙中，行星的大小會令人聯想到它擁有的質量，在距離地球1113光年的星系卻出現令人驚訝的例外。
宇宙中的「超級蓬鬆行星」
木星是太陽系中最大的行星，龐大的體積與質量使它成為人們認識氣體巨行星的重要參照。如果一顆行星擁有相近的體積，質量卻只有木星的幾十分之一，會是什麼模樣？NASA於2026年6月24日公布的研究消息，揭示了這樣一組特殊的系外行星。
這兩顆行星分別命名為TOI-791 b與TOI-791 c，圍繞著一顆名為TOI-791的類太陽恆星運行，距離地球大約1113光年。兩者的體積都與木星相近，但質量遠低於木星，因此呈現出極低的平均密度。其中，TOI-791 b的體積幾乎與木星相同，質量卻只有木星的3.0%。另一顆TOI-791 c的體積略大於木星，質量也僅有木星的5.9%。
這兩顆行星雖然擁有巨行星般的龐大外觀，實際質量卻與體積並不相稱。科學家因此將它們歸入罕見的「超級蓬鬆行星」，並指出這是目前已知密度極低的行星中，格外引人注目的發現。
不過「蓬鬆」只是形容它們低密度特徵的稱呼，不代表行星真的由棉花糖構成，這個比喻凸顯的是它們與一般人對巨大天體的想像截然不同，看似龐大的世界，質量卻出乎意料地低。
從恆星亮度的微弱變化追蹤行星
這兩顆特殊行星不是透過直接拍攝表面而被發現的，而是由TESS觀測恆星亮度的變化，逐步確認它們的存在。TESS是NASA的凌日系外行星巡天衛星，主要任務之一是透過觀測恆星亮度的細微變化，尋找可能從恆星前方經過的行星。
當行星運行至地球觀測者與恆星之間，從恆星前方掠過時，就會遮擋部分星光，使恆星看起來短暫變暗。這種現象稱為「行星凌日」，是搜尋系外行星的重要方法。
TOI-791 b與TOI-791 c最初就是透過這類亮度下降訊號進入研究人員的視野。隨著觀測資料累積，科學家進一步分析這個行星系統的特徵，逐漸確認兩顆具有異常低密度的巨行星。
這項研究的一大難處，在於兩顆行星繞行恆星的週期都相當長。TOI-791 b完成一次公轉需要139天，TOI-791 c則需要232天。相較於公轉週期較短、能夠在有限時間內多次出現凌日訊號的行星，這類長週期天體往往需要更長時間的觀測，才能累積足夠資料確認其性質。
TESS在高地球軌道上運行，利用其觀測條件，在七年間累積了這個行星系統共1122天的觀測資料，這些長期紀錄成為研究團隊分析兩顆行星的重要基礎。
為什麼巨行星如此輕盈？
兩顆行星的發現，不只增添了系外行星名錄中的特殊成員，也提出一個更深層的問題，這些體積龐大、質量卻異常低的行星，究竟是如何形成的？
一般而言，行星的形成受到多種因素影響，包括行星自身的物質組成、所處環境，以及與同一系統中其他天體之間的相互作用。對TOI-791 b與TOI-791 c而言，極低的平均密度使它們成為研究這些問題的特殊對象。
參與研究的NASA艾姆斯研究中心研究科學家史蒂夫·豪威爾表示，大型行星被認為在行星系統的演化過程中扮演重要角色，因此深入研究這類木星大小、質量卻遠低於木星的天體，具有相當高的價值。
未來，研究團隊希望進一步分析兩顆行星的大氣化學成分，了解它們的自轉如何影響外形，以及宿主恆星的自轉軸傾角與行星軌道之間存在什麼關係。此外，研究人員也希望釐清，這兩顆行星在形成之後，是否曾在行星系統中遷移，它們的軌道是否受到其他行星的引力影響，以及這類低密度行星究竟透過什麼機制形成。
TOI-791 b與TOI-791 c打破了人們對巨行星的直觀印象，體積接近木星，並不意味著它們也擁有相近的質量，而兩顆如此低密度的行星同時出現在一個系統中，讓這個遙遠星系成為行星研究的新焦點。
這項由英國牛津大學牽頭，與蔚藍海岸大學／蔚藍海岸天文台及伯明翰大學合作完成的研究，已刊登於《皇家天文學會月刊》。
責任編輯:星躍
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