?我有一個問題！

?前一陣子我在個人博客上發(fā)表了一篇關(guān)于探討密度極小的“超級膨化”行星，隨后我在推特上看到有人向我提了一個很有意思的問題：

?“我們有沒有發(fā)現(xiàn)過一個比它的主恒星還要大的系外行星呢？如果沒有的話，這種行星有沒有可能存在？”

我的第一反應(yīng)當(dāng)然是回復(fù)她：“當(dāng)然啦！金達(dá)（她的名字）。”然后我又思考了一會兒，覺得應(yīng)該這樣回答更準(zhǔn)確：“當(dāng)然啦！不過它的恒星會和我們的太陽母親有點不一樣?！?/p>

?推特上的三言兩語當(dāng)然不可能詳細(xì)地解釋這個問題，不過幸好我有個人博客。下面我們來仔細(xì)探討一下這個問題吧！

之所以剛開始回答金達(dá)的那么干脆，是因為我想到了白矮星這個現(xiàn)成的例子。白矮星是一個已經(jīng)燃燒殆盡的恒星的殘骸，它的外層已經(jīng)燃盡，只剩下一個空蕩蕩的內(nèi)核。而白矮星的這個剩下的內(nèi)核大概只有地球一般大。如果在它徹底消亡之前還有殘存行星跟隨著它旋轉(zhuǎn)的話，那么這種情況就是存在的。并且我們真的發(fā)現(xiàn)過這樣的系統(tǒng)，由此可得，問題的答案當(dāng)然是YES了。十分簡單。

藝術(shù)家描繪的白矮星WD1856和遠(yuǎn)比它自身大的巨型行星，圖片由NASA戈達(dá)德太空飛行中心提供

考慮到已到垂暮之年的白矮星和我們的朝氣蓬勃的太陽還是有很大區(qū)別的，這個答案并不完美。于是我開始想另一種答案：是否有這樣一個恒星，它像太陽一樣年輕，卻又不及它的行星大。

這兩種恒星有什么區(qū)別呢？白矮星是一顆不再產(chǎn)生任何能量的正在慢慢冷卻的瀕死恒星，而太陽的身體內(nèi)充滿了等待核聚變成為氦的氫氣，它依然年輕，依然光芒四射。盡管它已經(jīng)四百多億歲了，但它還能繼續(xù)保持這樣大概六七百億年。由于歷史原因，有人稱這樣的恒星為“主序星”（你可以在我的關(guān)于天文的課程中找到這些知識，就在關(guān)于恒星那一章）

太陽的直徑是木星的十倍，不過木星的直徑已經(jīng)大到不能更大了。如果你想給木星加點料，它并不會變得更大，相反它會因引力作用縮得更小。因此很顯然，你在太陽系這樣的星系里是找不到比太陽更大的行星的。

那么換一個小一點的恒星能不能行得通呢？最小的恒星是一種叫紅矮星的暗淡恒星，它們的質(zhì)量小到剛好能維持它們內(nèi)核里的熔融物。紅矮星家族中最小的那些似乎真的可以達(dá)到我們想要的那種情況。

EBLM J0555-57Ab與木星，土星和紅矮星TRAPPIST-1的比較。

EBLM J0555-57Ab與木星，土星和非常小的紅矮星TRAPPIST-1相比。圖源：劍橋大學(xué)

最近天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了兩個我們見過的最小的紅矮星。一個叫EBLM J0555-57Ab，另一個叫2MASS J05233822-1403022。如果根據(jù)觀測計算出的結(jié)論正確的話，它大概只有太陽總質(zhì)量的0.077倍，木星總質(zhì)量的75倍，但是這倆兄弟的質(zhì)量提供的吸引力恰好夠把氫氣固定在它們的體內(nèi)來核聚變產(chǎn)生氦?？梢哉f，但凡它們再稍微瘦一點點就做不到這樣的事情了。

這兩個紅矮星都是正兒八經(jīng)的恒星，并且都比木星要小。EBLM J0555-57Ab甚至比土星還要小。這樣看來我們總算是找到了那個能夠比它的行星小的恒星了！

TRAPPIST-1及其行星與木星及其衛(wèi)星，太陽和我們的行星相比。圖源：ESO / O.富塔克

從理論上講，這種情況在現(xiàn)實中十分罕見，盡管我們已經(jīng)觀測了數(shù)以億計的系外行星，尋找到了成千上萬的恒星系統(tǒng)，計算了無數(shù)次直徑、質(zhì)量等等數(shù)據(jù)。不過從我們計算出的數(shù)據(jù)中可以看出，這些紅矮星似乎大多沒有氣態(tài)巨行星陪伴。但是它們普遍擁有更小的行星，其中有的像地球一樣（或者可以叫做類地行星）。而且還有一些紅矮星擁有不少附庸，比如TRAPPIST-1,就有七個類地行星相伴。

紅矮星身邊的氣態(tài)巨行星非常罕見，大概一個百個紅矮星里才有一個。（請注意：為了讓結(jié)果更客觀，調(diào)查是在我們所有已知的系外行星中進(jìn)行的，有些尚未被證實……但是在低質(zhì)量恒星周圍的已知巨行星的列表中，統(tǒng)計到的數(shù)據(jù)確實非常低）。

這還不算一些非常小的恒星實在案黯淡到讓我們觀測不到。而它們是否有行星圍繞我們就更不得而知了。我們也完全不知道它們能不能撫育出行星，或是巨行星和類地行星。如果按照之前的理論繼續(xù)推演的話，那么這些極暗的“小燈泡”們就更不可能擁有氣態(tài)巨行星了，因為那些更大的紅矮星都極少有。

綜上所述，毋庸置疑，一個行星比恒星更大的星系是存在的，不過從統(tǒng)計學(xué)上來講十分罕見。

另一方面，紅矮星事實上是宇宙中最常見的一種恒星，它們的數(shù)量大概占所有恒星總數(shù)的70%。所以盡管我們談?wù)摰哪欠N極小的紅矮星比例很低，在龐大的宇宙中它們的數(shù)量少說也數(shù)以億計。同理，就算它們中擁有氣態(tài)巨行星的比例更低，但是它們在整個宇宙中的總數(shù)仍然不可小覷。

好了就是這些了。最后，根據(jù)我們的討論，最準(zhǔn)確的天文學(xué)上的官方答案應(yīng)該是：一個行星比它的母恒星更大是當(dāng)然可以的啦！

世界之大可謂無奇不有，浩瀚宇宙因此奧妙無窮。

[感謝我的朋友杰西.克里斯滕森博士幫我查找系外行星的數(shù)據(jù)]

By：Stephen Luntz

Fy：大衛(wèi)

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