行星的五種類(lèi)型,地球?qū)儆谀囊活?lèi)?

到目前為止,科學(xué)家們將已發(fā)現(xiàn)的系外行星分為以下幾類(lèi):氣態(tài)巨行星,冰巨星,超級(jí)地球和類(lèi)地行星。
太陽(yáng)系之外的行星被稱(chēng)為“系外行星”,它們的大小各不相同,有比木星大的氣態(tài)巨行星,也有和地球或火星一樣大的小型巖石行星。它們的溫度可以使金屬熔化,也可以被凍結(jié)。它們可以緊緊圍繞恒星運(yùn)行,以至于“一年”只有幾天;它們也可以同時(shí)繞兩個(gè)太陽(yáng)運(yùn)行。同時(shí),有些系外行星不受任何恒星約束,在銀河系內(nèi)自由游蕩,科學(xué)家常稱(chēng)之為“流氓行星”。

一個(gè)由恒星和行星組成的星系
銀河系,是滿(mǎn)天的星辰劃過(guò)漆黑夜空的星河。它螺旋狀的廣闊空間包含了太陽(yáng)在內(nèi)的至少1000億顆恒星。如果這些恒星都和太陽(yáng)系一樣,有一個(gè)完整的行星系統(tǒng),那么銀河系中行星的數(shù)量將達(dá)到萬(wàn)億顆以上。

自古以來(lái),人類(lèi)一直對(duì)地球以外的行星充滿(mǎn)了想象,并編纂出了一系列的神話(huà)故事,而我們是第一代確定的知道系外行星確實(shí)存在的人。到目前為止,人類(lèi)已發(fā)現(xiàn)的離我們最近的恒星——比鄰星(距離太陽(yáng)系僅4.22光年),擁有3顆行星,或許存在生命。但已發(fā)現(xiàn)的大部分系外行星都在數(shù)百或數(shù)千光年之外。

壞消息是到目前為止,我們還沒(méi)有辦法抵達(dá)它們,在它們身上留下足跡。好消息是我們可以繼續(xù)觀察它們,測(cè)量它們的溫度,研究它們的大氣組成。也許不久的將來(lái),我們就能發(fā)現(xiàn)隱藏在從這些昏暗、遙遠(yuǎn)的世界捕捉到的像素光中的生命跡象。
系外行星的發(fā)現(xiàn)和神秘
自上世紀(jì)90年代初,人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了第一顆被證實(shí)的系外行星——飛馬座51b,它是一顆圍繞50光年外的類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)行的“熱木星”。1995年以后,科學(xué)家又在太陽(yáng)系周邊區(qū)域發(fā)現(xiàn)了大量的系外行星。

行星的大小和質(zhì)量在決定行星類(lèi)型方面起著至關(guān)重要的作用,而在大小和質(zhì)量分類(lèi)中也有著不同的類(lèi)型。科學(xué)家們注意到行星的大小之間存在某種神秘的差距。然而,從開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看,銀河系內(nèi)直徑為地球1.5到2倍之間的“超級(jí)地球”非常罕見(jiàn)。這一范圍內(nèi)“超級(jí)地球”如此稀少的現(xiàn)象被稱(chēng)為“半徑谷”或“富爾頓缺口”(以指出該現(xiàn)象的論文的第一作者本杰明·富爾頓命名)。

這可能代表了行星形成過(guò)程中的一個(gè)臨界尺寸:達(dá)到這個(gè)尺寸的行星會(huì)迅速吸收濃厚的氫氣和氦氣大氣層,最終形成氣態(tài)行星;而小于這個(gè)尺寸的行星則不夠大,無(wú)法容納這樣的大氣層,主要是巖石類(lèi)地行星。另一方面,較小的行星往往靠近主恒星運(yùn)行,最初,它們可以像遙遠(yuǎn)的大型行星一樣體積很大,但是在恒星的灼熱氣息和紫外線(xiàn)輻射沖擊下,它們失去了大氣層,因此失去了大量的質(zhì)量。

系外行星的類(lèi)型
每顆行星的內(nèi)部和外部都因其組成而各不相同。
氣態(tài)巨行星是土星或木星大小的行星,木星是太陽(yáng)系中最大的行星,或許比它更大。在這些廣泛的類(lèi)別中隱藏著更多的多樣性。例如,熱木星是最早發(fā)現(xiàn)的行星類(lèi)型之一,它們的軌道距離恒星非常近,以至于它們的溫度飆升到數(shù)千度(華氏度或攝氏度)。

冰巨星是海王星或天王星大小的行星。它們的內(nèi)部成分可能是混合的,都有以氫和氦為主的外層大氣和巖石內(nèi)核。人類(lèi)還發(fā)現(xiàn)了迷你海王星,比海王星小,比地球大的行星。但在我們的太陽(yáng)系中這種大小或類(lèi)型的行星是被探索最少的一類(lèi)行星。

超級(jí)地球也稱(chēng)超級(jí)類(lèi)地行星,它們比地球大、但比海王星輕,可能存在大氣層。

類(lèi)地行星是和地球一樣大小或更小的行星,主要由硅酸鹽石,水和碳組成??茖W(xué)家對(duì)已發(fā)現(xiàn)的類(lèi)地行星將進(jìn)一步的探測(cè),確定其中是否具有大氣層,海洋或其他可居住的跡象。
