从炽热到严寒——迄今发现的极端行星

FILE PHOTO: This NASA/ESA Hubble Space Telescope image shows the bright star-forming ring that surrounds the heart of the barred spiral galaxy NGC 1097, a Seyfert galaxy. NASA/ESA/Hubble/Handout via REUTERS/File Photo - RTX39J0Z
Our ever expanding search for new planets has lead to some startling - and fascinating - discoveries.Image: REUTERS
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科学家最近发现了最热的行星,其表面温度甚至高于一些恒星。随着寻找太阳系外行星的工作持续推进,我们发现了许多其他具有极端特征的世界。对太阳系的持续探索也揭示了一些相当奇特的候选者。以下是七颗最极端的行星。

最热的行星

一颗行星能有多热,主要取决于它距离宿主恒星有多近,以及这颗恒星本身有多热。在我们的太阳系中,水星是距离太阳最近的行星,平均距离为57,910,000公里。其向阳面的温度可达约430°C,而太阳表面温度为5,500°C。

但质量比太阳更大的恒星燃烧得更热。恒星HD 195689又名KELT-9,质量是太阳的2.5倍,表面温度接近10,000°C。它的行星KELT-9b距离宿主恒星比水星距离太阳近得多。

虽然我们无法从远处测量确切距离,但它每1.5天绕宿主恒星运行一周(水星的轨道周期为88天)。因此,它的温度高达4300°C,比许多质量低于太阳的恒星还要热。在这样的温度下,岩质行星水星会变成熔融的熔岩液滴。然而,KELT-9b是一颗木星型气态巨行星。它正在逐渐萎缩,因为大气中的分子不断分解成组成原子,并被烧蚀殆尽。

最冷的行星

OGLE-2005-BLG-390Lb的温度仅比绝对零度高50度,即-223°C,OGLE-2005-BLG-390Lb因此摘得最冷行星的称号。它的质量约为地球的5.5倍,也很可能是一颗岩质行星。它的轨道位置若在我们的太阳系中,大约会处于火星和木星之间,因此离宿主恒星并不算太远;不过它的宿主恒星质量较小、温度较低,是一颗名为红矮星的恒星。

Image: The Conversation

这颗行星通常被称为霍斯,这个名字取自《星球大战》系列中的冰雪行星。不过,与虚构中的霍斯不同,它无法维持浓厚的大气层(更不用说生命了)。这是因为它的大部分气体都会冻结成固体,成为地表积雪的一部分。

最大的行星

如果行星能像恒星一样炽热,那么恒星和行星的区别究竟是什么?恒星的质量远大于行星,因此其核心巨大的引力会引发聚变过程,使恒星点燃。像太阳这样的普通恒星通过将氢聚变成氦来燃烧。但有一种恒星被称为棕矮星,它们的体型足以启动某些聚变过程,却不够大,无法维持这些过程。行星DENIS-P J082303.1-491201 b的别名同样拗口,称为2MASS J08230313-4912012 b,其质量是木星的28.5倍,因此成为NASA系外行星档案中列出的质量最大行星。它的质量如此之大,以至于人们仍在争论它是否算作行星(如果是,便是一颗木星级气态巨行星),还是实际上应该归类为棕矮星。颇具讽刺意味的是,它的宿主恒星本身也已确认是一颗棕矮星。

最小的行星

Kepler-37b略大于我们的月球,又小于水星,Kepler-37b是迄今发现的最小系外行星。它是一颗岩质世界,距离宿主恒星比水星距离太阳更近。这意味着它太热,无法在表面维持液态水,也就无法支持生命。

最古老的行星

PSR B1620-26 b已有127亿年历史,是已知最古老的行星。它是一颗气态巨行星,质量是木星的2.5倍,仿佛存在了永恒之久。宇宙已有138亿年历史,只比它年长10亿年。

已知最大行星的艺术家想象图。NASA和G. Bacon(STScI)

PSR B1620-26 b有两颗宿主恒星,它们彼此绕转;这颗行星的存在时间甚至超过了两颗恒星的寿命。它们分别是一颗中子星和一颗白矮星,都是恒星燃尽所有燃料并以超新星形式爆炸后留下的残骸。然而,由于它在宇宙历史早期就已形成,可能缺乏生命演化所需的重元素,例如碳和氧(这些元素形成得较晚)。

最年轻的行星

行星系统V830 Tauri仅有200万年历史。其宿主恒星的质量与太阳相同,但半径是太阳的两倍,这意味着它尚未完全收缩成最终形态。这颗行星也是一颗气态巨行星,质量为木星的四分之三,很可能仍在成长。这意味着它会频繁与轨道路径上的小行星等其他行星体相撞,从而不断增加质量,因此那里并不安全。

最恶劣的天气

系外行星距离我们太远,无法观测其天气模式,因此我们只能把目光转回太阳系。如果你看过朱诺号探测器拍摄的木星两极上空巨大、翻滚旋转的飓风,那么太阳系最大的行星无疑是有力候选者。不过,最恶劣天气的桂冠属于金星。这颗行星与地球大小相近,笼罩在硫酸云层之中。

金星大气环绕行星运动的速度远远快于行星自转速度,风速可达飓风级别的360公里/小时。两极上空都有双眼状气旋持续存在。金星大气密度几乎是地球的100倍,二氧化碳含量超过95%。由此产生的温室效应使其地表温度至少达到462°C,实际上比水星还热。尽管金星极度干燥且不适合生命生存,这种高温或许可以解释为什么金星的火山比地球少。

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