5分鐘瞭解“棉花糖”行星，密度最小的系外行星，質量是地球30倍

宇宙大了 什麼星都會有 你能把又軟又輕的棉花 和一顆星球聯繫到一起嗎? 在2017年 天文學家發現一顆巨型系外行星 WASP-107b 這是一顆熾熱 像木星一樣的氣態巨星 距離它的母航星一顆塵矮星 僅僅900萬公里 所以天文學家估計 WASP-107b的溫度 在1000攝氏度左右 它的固體核心質量 遠低於木星和土星等巨型星 周圍形成巨大氣體包層所需的質量 而且85%以上的質量 都包含在氣體層中 通過鏡像速度法 我們知道了 WASP-107b的質量 大約是木星的十分之一 或者說是地球的30倍 但它的體積和木星是差不多的 這是我們目前已知 密度最小的系外行星 而天體物理學家把這類行星 叫做超級泡芙或者棉花糖行星 超級泡芙行星 與別的行星最大的區別就是密度 它的質量可以是地球質量的幾倍大 但星球上的氫大氣層或氦大氣層 卻可以膨脹得像木星一樣 要知道 木星的質量大約是地球的318倍 通過哈勃太空望遠鏡 天文學家在開普勒51系統裏 也發現了兩顆超級泡芙 開普勒51b和51d 這個行星系統的主星是一顆烈日恆星 距離地球2615光年 位於天鵝座方向 天文學家發現 兩顆行星的大小與木星相仿 質量比地球還低 而且密度低於0.1克每立方厘米 因爲距離太遠 目前的工具無法檢測到它們的顏色 我們只能自行想象 對於它們的大氣層是怎麼維持的 天文學家百思不得其解 從它們在主星前方掠過時 所呈現出來的光譜特徵來看 它們的大氣中存在巖金雲層 或者光化學煙霧 主要成分是氫核氦 除此之外 它們還被一層濃厚的甲烷霧霾籠罩着 就像土味六一樣 那麼是什麼環境和因素 使超級泡芙行星誕生的 在行星形成的物理模型中 是很難看到在距離恆星很近的地方 形成一顆巨行星的 更別提還是低質量的行星了 因此超級泡芙行星 應該是在距離恆星較遠的地方形成 然後隨着時間推移 慢慢靠近主恆星 這種靠近的過程叫做基盤遷移 行星先是在環繞恆星周圍的一個 扁平氣體塵埃基盤中形成 當一個大質量行星出現時 它的引力開始作用於基盤 同時基盤又反作用於行星 削弱它的旋轉能量 於是行星開始向恆星靠近 這種內向的遷移 只有當行星靠近基盤內側邊緣的時候 纔會停止 最終基盤消失 剩下一顆大行星 以近距離圍繞恆星旋轉 這可能就是超級泡芙行星形成的過程 在對比開普勒51B和51D 和其他行星的光譜數據後 研究人員發現 行星雲層和行星溫度 存在一定的關聯性 行星的溫度越低 行星的雲層就越厚 人們還發現 開普勒51B和51D 正在快速地失去質量 其中開普勒51B 每秒失去的質量高達幾百億噸 天文學家估計 在幾十億年後 它們會變成迷你海王星 據此可以推斷出 行星的蓬鬆程度 似乎跟行星系統的年齡有關 我們的太陽系已經存在了50億年 而開普勒51系統 僅僅誕生了5億年 但是這些都沒有解釋 超級泡芙行星 爲什麼能這麼輕 或許未來即將升空的 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 能夠讓我們瞭解到 這些超級泡芙行星 到底是由什麼構成的 當然宇宙太大了 和超級泡芙恆星一樣詭異的行星 還有很多 比如冰火行星LHS3844b 這是一顆距離我們地球 48.6光年遠的岩石系外行星 它沒有大氣層 表面可能被黑暗的熔岩覆蓋 與主恆星是潮汐鎖定的關係 所以有一面永遠朝着主恆星 而這一面的溫度能達到800度 另一面則低至零下250攝氏度 也就是說 它的一面足以氣化岩石 另一面則接近絕對零度 這樣的環境 使得朝向主恆星的那一面 一直髮生着活躍的火山活動 這種景象是在地球上想都不敢想的 還有一顆被科學家命名爲 潮溼的水世界的行星 JJ1214b 它幾乎完全被水覆蓋 只有很小一部分的陸地 整顆星球被厚厚的潮溼的大氣層包裹 但它的海洋 與我們地球上的海洋完全不同 因爲這一顆星球的蒸汽大氣 和其核心的強大壓力 它的水會形成一種被稱爲 冰漆的熱冰 這種冰塊具有奇怪的稠度 科學家認爲 這顆星球肯定不適合生命生存 此外 它離主恆星非常近 只有200萬公里的距離 這使得它的表面溫度高達200攝氏度 TRES2b也很古怪 這是一顆距離地球750光年遠的行星 它最大的特徵就是比碳還黑 是人類迄今爲止發現的最暗的行星 其他行星只反射少量光線 而這顆行星只反射主恆星光線的1% 看起來就像是一個黑洞一樣 一開始科學家們還以爲是測量和計算錯誤 但檢查後發現測量數據都是正確的 這種情況只能靠假設了 有人認爲 這種黑色是由於大量的氣化鈉和氧化鈦的存在 也有人認爲是缺少了氨雲 就我們目前掌握的知識來看 宇宙是無邊無際的 科學家和天文學家們 總能發現很多新的天體 鎮見於它的獨特性和不尋常 這裏是宇宙天文館 記得關注我 我們下期再見