太陽系外的另類行星

移民火星的小目標(biāo)還沒有實(shí)現(xiàn)，科學(xué)家就把目光瞄準(zhǔn)了更遠(yuǎn)的太空。前陣子，他們一次性發(fā)現(xiàn)了太陽系外的44顆行星，并描述了它們的各種細(xì)節(jié)。

太陽系外的行星即系外行星圍繞著像太陽一樣的恒星旋轉(zhuǎn)，但距離我們十分遙遠(yuǎn)。早在1917年，科學(xué)家就注意到了第一顆系外行星。20世紀(jì)90年代之后的20年里，新發(fā)現(xiàn)的系外行星呈井噴之勢，它們中的大部分成員是科學(xué)家借助美國國家航空航天局（NASA）的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的。許多系外行星以這架太空望遠(yuǎn)鏡命名。

系外行星的成分和運(yùn)行軌道多種多樣。有些巨大的氣態(tài)行星讓太陽系內(nèi)最大的行星——木星都相形見絀，有些行星是與地球類似的多巖行星，有些行星上的冰冷巖石幾乎感受不到恒星發(fā)出的光的溫暖……它們中的一些奇特行星，我們一起來了解一下。

行星奧西里斯（埃及神話中冥王的名字）擁有眾多“第一”的紀(jì)錄，比如第一顆被發(fā)現(xiàn)且首次通過多種方法發(fā)現(xiàn)的氣態(tài)巨行星、第一顆被發(fā)現(xiàn)有大氣層且大氣中有氫氣的行星，等等。

這顆行星繞行的恒星距離地球150光年，位于飛馬座。它的軌道半徑約700萬千米，公轉(zhuǎn)周期只有3.5天，它表面的溫度極高，像被燒焦了一樣，上空的大氣正以驚人的速度蒸發(fā)。

奧里西斯很可能是一顆氣態(tài)行星完全蒸發(fā)后剩下的核心，科學(xué)家將這類行星重新歸類，創(chuàng)建了一個(gè)新的系外行星類別——幽冥行星。這個(gè)名字來源于希臘神話中的地獄神靈，在美國著名的恐怖小說作家H.P.Lovecraft創(chuàng)作的《克蘇魯神話》中，地獄神靈化身為身體像蠕蟲、有觸手的恐怖怪物。

土星擁有非常巨大的光環(huán)，但在J1407b面前相形見絀。J1407b大約誕生于1600萬年前，是一顆年輕的星球，距離地球420光年，圍繞橙矮星J1407運(yùn)轉(zhuǎn)，擁有環(huán)狀系統(tǒng)，可謂“身披七彩祥云”。

J1407b的星環(huán)不像土星那樣只有一個(gè)，數(shù)目達(dá)到了驚人的30個(gè)，而且每個(gè)環(huán)都非常寬，光環(huán)總直徑達(dá)1.8億千米，是土星環(huán)的200多倍。如果把它的光環(huán)套在土星上，那么會在夜晚看到比滿月大數(shù)倍的光環(huán)。

有意思的是，科學(xué)家在對光環(huán)進(jìn)行光變跟蹤時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些光環(huán)會以某種規(guī)律周期性地神秘消失，失蹤時(shí)長從幾天到幾周不等?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，J1407b行星的光環(huán)在未來幾百萬年里會逐漸變厚，最終消失，其中的一些成分會凝聚成許多大的衛(wèi)星。

人們借助太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的最早一批系外行星中，最有潛力成為第二個(gè)地球的是開普勒22b。開普勒22恒星位于天鵝座，而這顆距離地球超過600光年的系外行星位于這顆恒星的宜居帶內(nèi)。

開普勒22b大概有地球的兩倍大，被認(rèn)為是一顆“超級地球”。它的公轉(zhuǎn)周期與地球相似，有可能存在液態(tài)水。如果它的大氣所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)影響與地球相似，那它的表面平均溫度達(dá)到22℃。

科學(xué)家認(rèn)為，開普勒22b擁有一個(gè)與海王星類似的小型巖石地核，這個(gè)核心覆蓋在海洋之下。生命能否在這顆行星上存活？這依然是研究人員爭論的問題。

實(shí)際上，跟地球相似的系外行星不止開普勒22b。2015年，NASA宣布發(fā)現(xiàn)了1400光年外的行星開普勒452b，其半徑是地球的1.6倍，公轉(zhuǎn)周期385天，年齡約為60億年。

開普勒452b位于宜居帶內(nèi)，被認(rèn)為是迄今為止被發(fā)現(xiàn)的最像地球的行星，于是它被媒體稱為“地球2.0”“地球的表親”?？上ASA的發(fā)現(xiàn)很快受到了質(zhì)疑，因?yàn)殚_普勒452b可能根本就不是一顆巖石行星，最新的研究甚至認(rèn)為它可能不存在。

行星瑪士撒拉已經(jīng)127億歲高齡了，是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的最古老的行星。相比地球的年齡，它算得上是名副其實(shí)的“壽星”。

年齡大并不是這顆行星唯一的獨(dú)特之處，它還是一顆環(huán)雙星行星，而且是第一顆被發(fā)現(xiàn)的環(huán)雙星行星。它所環(huán)繞的兩顆恒星也不一般，一顆是脈沖星，另一顆是白矮星?？茖W(xué)家在研究這個(gè)雙星系統(tǒng)時(shí)，預(yù)言其中存在第三顆星體，而且這個(gè)“第三者”不是一顆恒星。

2003年，人們借助哈勃太空望遠(yuǎn)鏡終于發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)。這顆最老的系外行星被命名“瑪士撒拉”，瑪士撒拉是《圣經(jīng)》中活得最久的人。

宇宙中還有像太陽系一樣許多顆行星繞一顆恒星運(yùn)行的情況嗎？答案是肯定的。科學(xué)家借助凌日行星和星子小型望遠(yuǎn)鏡就發(fā)現(xiàn)了7顆系外行星，它們圍繞一顆超冷紅矮星運(yùn)行。這顆恒星距離太陽約40光年，名為TRAPPIST-1。

這7顆行星被形容為“七大奇跡”——它們（編號從b到h）全部都有大氣特征，6顆行星（編號為c、d、e、f、g、h的行星）表面溫度適宜，5顆行星（編號為b、c、e、f、g的行星）大小與地球差不多，其中有3顆行星（編號為e、f、g的行星）被確認(rèn)位于宜居帶內(nèi)，表面可能存在液態(tài)水——TRAPPIST-1f被認(rèn)為是一顆巖石行星，很有可能擁有一個(gè)液態(tài)海洋。這些行星創(chuàng)造了一個(gè)新紀(jì)錄，即太陽系外宜居帶內(nèi)行星數(shù)量最多的紀(jì)錄。它們是人類尋找外星生命的首選目標(biāo)。

“七大奇跡”的軌道距離很近，離恒星最近的行星只需要1.5天就能公轉(zhuǎn)一周，最遠(yuǎn)的也才需要20天。當(dāng)TRAPPIST-1f和TRAPPIST-1g彼此最接近時(shí)，它們的距離是地球到月球距離的3倍。

KELT-9b的溫度比許多恒星的溫度還要高，是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最熾熱的系外行星。

KELT-9b這顆氣態(tài)巨行星近距離環(huán)繞恒星KELT-9，完全環(huán)繞一周僅需1.5天，并且與恒星處于潮汐鎖定狀態(tài)，這意味著它始終有一側(cè)朝向恒星。它的“白晝一側(cè)”溫度高達(dá)4300℃，比一顆矮星表面的溫度還要高。

KELT-9距離地球650光年，比太陽更大，溫度更高，它的持續(xù)輻射使得KELT-9b大氣層膨脹，導(dǎo)致密度只有木星的一半。

由于一直在蒸發(fā)，KELT-9b公轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)著光，像彗星一樣有一條尾巴。研究人員表示，未來有一天KELT-9b可能完全蒸發(fā)消失，或者這顆行星擁有巖石內(nèi)核，將蒸發(fā)得只剩下內(nèi)核。研究人員將通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測，了解這顆行星的最終命運(yùn)。

行星本身不發(fā)光，人類能觀測到它們，主要是因?yàn)樗鼈兎瓷淞撕阈前l(fā)出的光。不同行星對光的反射率不同，所以呈現(xiàn)的明暗程度也不一樣?？茖W(xué)家通過凌日法發(fā)現(xiàn)的最暗行星是位于天龍座、距離地球750光年的TrES-2b，它還沒有中文名字，不過科學(xué)家形容它“比煤炭還黑”。

TrES-2b最初是由科學(xué)家借助跨大西洋系外行星調(diào)查項(xiàng)目的天文望遠(yuǎn)鏡觀測到的，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡上天后，科學(xué)家修正了它的參數(shù)。它是一顆氣態(tài)巨行星，大小與木星差不多，卻比木星黑得多?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)TrES-2b表面的反射率比黑色涂料的反射率還低，反射的恒星光線不到1%。而木星能反射超過1/3的太陽光。

TrES-2b為什么這么黑呢？目前科學(xué)家還不清楚具體的原因。有的科學(xué)家認(rèn)為它沒有反射云層，有的科學(xué)家認(rèn)為它的大氣中含有大量能吸收光的物質(zhì)，如汽化的鈉、鉀和鈦的氧化物，但這些都不能完全解釋它為什么如此黑。

難道它不會發(fā)出一點(diǎn)光嗎？也不盡然，TrES-2b距離它繞行的恒星只有300萬千米，被劇烈炙烤著——高溫使它能發(fā)出微弱的紅光。

在科幻電影《星球大戰(zhàn)》中，盧克·天行者的家鄉(xiāng)塔圖因星球上空擁有兩個(gè)“太陽”，在現(xiàn)實(shí)生活中也存在這樣的環(huán)雙星行星，如瑪士撒拉行星和開普勒16b，它們圍繞兩顆恒星運(yùn)行，然而，與距離地球149光年的類木行星——HD 188753 Ab相比，它們都不算獨(dú)特的，上空的兩個(gè)“太陽”也不算多。

HD 188753 Ab上空有3個(gè)“太陽”，在那里你可以同時(shí)看見日出和日落。它繞行的主恒星的質(zhì)量與太陽差不多，兩顆伴星的總質(zhì)量為太陽的1.63倍，這3顆恒星組成的系統(tǒng)被稱為HD 188753。與塔圖因星球一樣，HD 188753 Ab的溫度極高，它與主恒星之間的距離非常近，每3.5天便可繞主恒星一周。

位于室女座的葛利斯504b是一顆年輕有趣的行星，它距離地球57光年，只有1億～2億年的歷史。

科學(xué)家不是用凌日法而是直接通過太空望遠(yuǎn)鏡成像發(fā)現(xiàn)了它。紅外成像顯現(xiàn)的葛利斯504b是一顆暗粉色的星球，類似木星，表面溫度為237℃，質(zhì)量大概是木星的4倍，云量比其他氣態(tài)巨行星少。

發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)中的成員Michael McElwain說：“如果我們能夠登上這顆巨行星，那么將看到一個(gè)依靠形成期留下的熱量繼續(xù)發(fā)光的世界，它的顏色是暗洋紅色的，令人聯(lián)想到深色的櫻花?！?/p>

葛利斯504b不僅顏色讓人感到驚艷，還挑戰(zhàn)了行星形成理論。根據(jù)當(dāng)前的模型，氣態(tài)巨行星通常要與恒星保持一定的距離才能形成，但這顆粉嫩的行星與恒星的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論距離，按理說是不可能形成的。通過研究葛利斯504b這顆系外行星，科學(xué)家將對行星的起源和發(fā)展有更深入的了解，我們期待他們的新發(fā)現(xiàn)。

熱氣騰騰的巖石行星——巨蟹座55e最初被稱為“鉆石星球”。它距離地球40光年，直徑約為地球的2倍，質(zhì)量則是地球的8倍多，表面溫度達(dá)到了4900℃——因?yàn)樗c恒星的距離比水星到太陽的距離還近，公轉(zhuǎn)周期只有14天。

巨蟹座55e的正式名稱為詹森，這個(gè)名稱是由荷蘭皇家氣象與天文學(xué)協(xié)會提交的，以紀(jì)念荷蘭眼鏡商人、顯微鏡的發(fā)明者扎卡賴亞斯·詹森。

科學(xué)家認(rèn)為這顆行星上有熔巖流。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的胡倫宇稱：“如果這個(gè)星球上有熔巖，那將覆蓋整個(gè)表面……厚厚的大氣層會將熔巖隱藏在我們的視線之外?！?/p>

由于處于高溫、高壓下，這顆行星還含有大量碳元素，科學(xué)家推測它的內(nèi)部很有可能是由鉆石組成的，所以說它是“最貴之星”也不為過。