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第135章 太阳之外

超级地球是迄今为止发现数量最多的系外行星,其质量在地球到海王星之间,典型的轨道周期小于100天。

超级地球的定义仅跟系外行星质量相关,一般可能是类地行星或气态壳层包裹的岩石内核。而且即使是由岩石构成,也有可能是被星风剥蚀了气态壳层的内核。

对超级地球以及质量跟地球接近的类地系外行星而言,宜居性是一个绕不开的话题。

所谓宜居带是恒星周围范围内允许液态水存在的区域。对于地球生命而言,充足的水分,适合的大气成分和大气厚度,适合的光照和温度等是生存和发展的必要条件。

有的天体生物学家据此提出了所谓的“超宜居行星perhabitab超级地球。

围绕一颗K型主序星运转行星年龄在50-80亿年间不超过地球质量的1.5倍,尺寸大约比地球大10%。平均温度比地球高5℃。

大气湿润且含有25-30%氧气,其余部分主要是化学性质不活泼的气体海陆分布合理,存在大量浅滩和海岛。

在适当的距离0-100该行星半径处有大卫星10%该行星质量

具有板块构造或类似的地质/地球化学循环机制,且有一个强大的保护磁场。

这些条件比较苛刻,而且很多条件难以探测,因而符合标准的系外行星少之又少。

发现的开普勒452b,被誉为“地球2.0”,其公转周期385天与地球类似,半径比地球大约60%,表面平均温度约-8℃,围绕一颗距离地球1400光年且与太阳光谱型G2V型一致的主序星转动。

热木星是一类的距离母星十分接近,质量接近木星的气态行星。

通过掩星法和视向速度法,我们已经发现了成百上千颗的热木星。

它们的质量一般在0.36-11.8个木星质量之间,公转周期在1.3-111天之间。

多数热木星的公转轨道偏心率较低,这可能是由于它们的轨道距恒星很近,受到恒星强大的潮汐摄动的影响。

同样由于潮汐力的作用,热木星通常处于潮汐锁定状态,即永远以固定的一面朝向母星。

对于木星的观测表面其拥有一个烟云密布的大气,其光学散射效果较强,有明显的垂直分层结构。

由于距离木星很近,而木星的表面温度非常高。

来自恒星的星风将会剥离热木星的表层大气,使其质量不断损失。

热木星的发现对于行星的形成学说提出了严峻的挑战。

根据以往的理论,像这种大质量的气态巨星只有可能形成于吸积盘中离母星较远的地方,那里才有充足的气体、尘埃和冰物质,能快速形成核心并不断吸积气体,形成气态巨星。

主流对热木星成因的解释是迁移学说。

该学说认为,热木星和其它气态巨星一样形成于霜线之外,但它在后期的演化过程中规带向内迁移到离恒星很近的地方,最终形成稳定的短周期轨道。

另一种解释是热木星的形成与气态巨星无关,而是由超级地球吸积气体而成。

热海王星是质量与海王星类似,距离母星十分接近的系外行星,常含有以氢和氦为主的大量气体。

和热木星一样,热海王星的形成也有两种:若是由轨道迁移而来,其内部将会拥有较多的冰物质;若是在当地直接形成,内部金属和耐高温物质会更多。

36 b是首颗探测到的热海王星。

对它的观测表明其大气正在被星风剥离,形成类似彗发结构的巨大氢云。

流浪行星,又称星际行星自由漂浮行星等,是一类不围绕任何恒星公转的行星,孤独地游荡在恒星际空间之中。

它们很有可能是受其它天体的扰动而从原行星系统中被抛出的行星。

迄今我们探测流浪行星最行之有效的方法就是微引力透镜法。

通过微引力透镜法估计银河系内的流浪行星数量或将是恒星数量的两倍,即2000多亿颗。

但由于观测方法的偶然性,我们实际观测到的流浪行星数量只有区区数十颗。

一般而言,我们根据行星的组成成分把行星分为类地行星、类木行星气态巨星和类海王星冰巨星三大类。

三种类型的行星在质量-半径对数曲线上各自近似线性相关,但三者之间有较为明显的区别。

恒星和不同类型行星的质量-半径对数关系图

类地行星主要由岩石、金属、硅酸盐组成,拥有固体表面和类似的内部结构。

表面常带有构造和火山,内部都发生了分异,形成了核、幔、壳的圈层结构。

类木行星的成分与太阳类似,主要是氢和氦,且外表面的氢和氦以气体的形式存在。类木行星不一定拥有一个固态表面,其大气直接过渡到液体表面。

类木行星一般有一个岩石或岩石-冰组成的内核甚至没有岩质内核,之外是金属氢-氦中间

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