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外面:一个陌生的动物园的其他世界

艺术家绘制的已知最古老的行星,在它称之为家的球状星团中有密集的恒星群。

在太阳无法到达的地方已经发现了400多个世界,而且这个数字还在迅速上升。从超级地球到矮化木星的巨人,我们的银河系是一个由各种行星组成的动物园。

热木星

第一次在类太阳恒星周围发现系外行星是飞马座51 B,这是一颗距离我们大约50光年的系外行星,以神话中的飞马座驯服者的名字非正式命名为Bellerophon。

像在它之后发现的许多外星世界一样,51 Pegasi B是一个“热木星”,一个比水星离太阳更近的气态巨星,与土星或木星等轨道更远的“冷木星”不同。

迄今为止,在发现的429颗系外行星中,有89颗是热木星,这可能是因为它们的大尺寸和靠近恒星的距离使它们更容易被当前的技术发现。

脉冲星行星

第一次真正发现太阳系外行星是在1994年,当时射电天文学家在大约980光年外的室女座发现了脉冲星PSR B1257+12周围的世界。脉冲星不是一颗正常的恒星,而是超新星爆炸产生的致密、快速旋转的残留物。截至2007年,已经确认有三颗系外行星在围绕这颗脉冲星的轨道上运行。

迄今为止已知的最古老的系外行星PSR B1620-26 b,昵称为Methuselah,也是一颗脉冲星行星,位于天蝎座,距离地球5600光年。玛土撒拉的质量大约是木星的两倍,估计有127亿年的历史,它表明行星是宇宙历史早期出现的潜在生命栖息地。它也是一颗环双星,围绕由脉冲星PSR B1620-26 a和白矮星WD B1620-260组成的双星系统运行。

所有这些世界都无法支持我们所知的生命,因为它们永远沐浴在脉冲星的高能辐射中。

超级地球

超级地球是一颗质量比地球大的行星,大约大10倍。有史以来发现的第一个超级地球是PSR B1257+12周围的两颗行星。

超级地球在地质上可能比我们的星球更活跃。

哈佛-史密森天体物理中心的天文学家表示,它们经历了更剧烈的板块构造,因为它们在更大的应力下拥有更薄的板块。正如我们所知,这种活动对生命至关重要,因为它有助于实现复杂的化学反应,并将二氧化碳等物质回收到大气中,从而使地球保持温暖。

偏心行星

在我们的太阳系中,大多数行星都有相当均匀的圆形轨道。然而,迄今为止发现的系外行星可能有更偏心的轨道,先靠近恒星,然后远离恒星。如果一个完美的圆的离心率为零,那么到目前为止,大约有一半的系外行星的离心率是0.25或更大。

这些偏心轨道会导致系外行星产生极端的热浪。例如,HD 80606b的质量约为木星的四倍,距离地球约200光年,其离心率约为0.93,天文学家Charles Beichman说:“因此,它从接近地球的轨道距离开始,在水星轨道内猛烈撞击,基本上每111天就要用喷灯进行一次爆炸。”,美国国家航空航天局外行星科学研究所执行主任。

贝奇曼说:“我们现在很难理解的一件事是,轨道偏心的行星是否是不寻常的,或者是我们的系统才是最奇怪的。”“这些偏心轨道本质上会导致行星相互干扰,将它们分散开来。”

热门海王星

热海王星是质量大约是地球质量的10到20倍的行星,大约是天王星和海王星等“冷海王星”的质量,但与恒星的距离和水星与太阳的距离一样近。第一个被发现的热海王星是距离狮子座33.4光年的格利泽436b,它围绕恒星的轨道比海王星绕太阳的轨道近一千倍。它可能有一个“热冰”表面——尽管水很热,但它仍然是固体,因为它被行星的引力压缩。Beichman说,到目前为止,已经发现了大约25个热海王星。

水世界

有两种世界可能完全被水覆盖。贝奇曼说:“一个是类地行星,它覆盖的水比我们的世界多得多,就像凯文·科斯特纳的电影一样,但在其他方面仍然很熟悉。”“或者你可以想象一个热的海王星,它几乎完全由水组成,水离它的恒星足够近,不会被冻结,而是有一个数千公里深的海洋,也许还有一个像气态巨星一样的大气层,含有大量的氢和水蒸气。”

Chthonian行星

有时,炙手可热的木星或海王星离恒星太近而无法舒适地生活。一旦它们的恒星炙烤这些系外行星,并用引力撕裂它们,它们可能会将气体完全吹走,留下科学家称之为chthonian行星的岩石核心或蒸发的残余核心。它们靠近恒星可能意味着它们被熔岩覆盖。

超级地球COROT-7b很可能是一颗chthonian行星,其轨道距离其恒星的距离是水星距离太阳的23倍。第一颗被发现的蒸发行星HD209458b,昵称为奥西里斯,可能正在成为一颗chthonian行星。

自由漂浮的行星

通常情况下,行星被认为是绕轨道运行的恒星,但有迹象表明,许多质量相当于气态巨星的天体可能是自由漂浮的。这些恒星可能已经逃离了太阳,或者一开始就没有恒星诞生,诞生在没有点燃所需质量的恒星形成区域。

到目前为止,大约已经发现了六颗候选的自由漂浮行星,它们要么仍然因重力收缩质量时释放的热量而发光,要么因罕见地从恒星前面经过并放大背景恒星的光而发光。贝奇曼说:“目前还不清楚你是否称它们为行星,因为它们是作为行星系统的一部分形成的,随后被喷出或形成为具有行星质量的超小型棕矮星。”

Exo Earths

尽管迄今为止发现的429颗系外行星中绝大多数都是气态或冰巨星,但陆地系外行星的数量很可能超过这些庞然大物,即将到来的任务可能很快就会最终发现地球大小的岩石世界。

Beichman说:“这是第一个真正确认的外地球可能到来的十年。”“我们已经发现了质量是地球三到五倍的物体。”

他指出,2009年发射的开普勒任务已经在寻找此类行星的轨道上,目前计划于2014年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜将能够表征至少一些超级地球的大气层。

一个明显的希望是找到一颗适合生命存在的金发姑娘行星——一颗距离恒星适当的行星,不会被烤或冻结,大小刚好可以保持大气层,但不会大到成为气态巨星。贝奇曼说:“我们正在寻找一颗在其他恒星周围适合居住甚至有原始生命居住的行星,这是一项成功概率很高的任务。”“当我们在这条路上前进时,每次我们绕过弯道,我们都会发现奇妙的新景象。”


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