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星空奇谈,那些比银河系还巨大的行星到底存不存在?

晚上在阳台看星星时,我脑子里突然冒出个念头——银河系已经大到没边了,会不会有行星比它个头还大?这想法实在太离谱,但又忍不住想弄清楚,后来翻了翻资料,发现这个问题其实问得不太对,不过也因此看到了一些让人瞠目结舌的宇宙巨兽。

星空奇谈,那些比银河系还巨大的行星到底存不存在?

先说个冷知识:比银河系大的“行星”,压根不存在

这里得先解开一个误会,银河系是什么概念?它是个包含上千亿颗恒星、跨度超过10万光年的星系,而行星是什么呢?说白了就是围着恒星转的小家伙——再大的行星,在星系面前也就是一粒尘埃,要是有人说发现了比银河系还大的行星,那相当于说“一个西瓜比整个地球还重”,逻辑上就说不通。

不过我猜你想问的可能是:宇宙里最大的行星能有多大?它们排起名次来什么样? 这么一来问题就有意思了。

行星界的“体重王者”排行榜

要聊这个,得先明白天文学家怎么界定行星的个头上限,有个挺关键的数字:大约13倍木星质量,超过这个门槛,天体内部的压力和温度就足以引爆氘核聚变,这家伙就升级成褐矮星了——算是行星和恒星之间的过渡品种,所以严格意义上的行星,都得在这个界限以下。

那目前发现的最大行星都有哪些?我整理了几位重量级选手:

排名 行星名称 类型 半径(以木星为基准) 质量(木星质量) 关键特征
1 HD 100546 b 仍在形成的原行星 约6.9倍 约8-10倍 目前已知半径最大的行星候选体,直径接近木星的7倍,外围还裹着星周盘
2 ROXs 42Bb 气态巨行星 约5.5倍 约9倍 2013年由凯克天文台直接成像发现,轨道距离恒星极其遥远
3 GQ Lupi b 气态巨行星/可能褐矮星 约3-4倍 约1-20倍(争议较大) 质量估算跨度极大,部分数据倾向它其实是一颗小褐矮星
4 CT Cha b 气态巨行星 约2.8倍 约11倍 位于蝘蜓座,轨道距离恒星约440个天文单位
5 DH Tauri b 年轻气态巨行星 约2.7倍 约8-12倍 年龄仅几百万年,仍在缓慢收缩中,随时可能再变小一点

看这张表你会发现一个有意思的现象——这些巨兽大多都是刚诞生不久、还热乎着的年轻行星,HD 100546 b的半径差不多是木星的7倍,但它实际质量“只有”木星的8到10倍,为什么这么大?因为它刚形成没几百万年,整个星球还处于膨胀状态,随着时间推移它会慢慢冷却收缩,换句话说,行星就像刚出炉的面包,刚烤好的时候最蓬松,放凉了就会塌下去一点

星空奇谈,那些比银河系还巨大的行星到底存不存在?

这些巨行星是怎么被发现的?

不像开普勒望远镜用的凌星法那样需要行星恰好从恒星前面经过,上面这些大家伙很多是用直接成像法抓拍的,原理不复杂——年轻的巨型行星刚形成不久,温度还很高,在红外波段会发出明显的热辐射,地面上的大型望远镜(比如智利的甚大望远镜和夏威夷的凯克天文台)用特殊设备把恒星的光遮掉,就能直接把这些“小火炉”拍下来。

不过这种方法也有局限,只能找那些轨道特别宽、跟恒星离得远的行星,像HD 100546 b离它的主星有50多个天文单位,相当于太阳系里冥王星轨道外面还很远的地方。

有个坑得提醒一下:数据总是在变

说真的,这类排名榜有个让人头疼的地方——数值经常在更新,天文学家今天测出来半径是6.9倍木星,过两年用更精确的方法一算,可能变成4倍了,还有些天体到底是行星还是褐矮星,到现在还扯不清,像GQ Lupi b,质量估算的上限可以到20倍木星,下限却只有1倍,差了一个数量级,所以看这种排名的时候,把它当成一种参考就好,别太较真

往大了想:宇宙里可能藏着更大的行星吗?

理论上说,行星的半径存在一个上限,质量达到木星的十倍以上,引力就会强到把气体往回压缩,再增加质量反而会把行星压得更密实、个头变小,所以即便在极其极端的情况下,行星的半径也很难超过木星的两三倍——除非它是个刚出生的婴儿行星,还带着一身“胎热”在膨胀。

但宇宙总是比人脑洞大,也许在某个星系旋臂的角落,有一颗直径达到木星八九倍的怪物正慢慢冷却,又也许,我们对行星的定义本身就需要修正——褐矮星和行星之间的那条线,从来都不是绝对的。

每次想到这些,就觉得头顶那片星空更神秘了几分,这种“永远可能有更大的东西在等着被发现”的感觉,大概就是我喜欢琢磨这些天文碎片的真正原因吧。

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