银河系十大行星,从家门口逛到星辰大海
小时候抬头看星星,总觉得那些光点神秘得很,后来才知道,有些亮得不像话的“星星”,其实是太阳系里的兄弟姐妹,再后来,天文观测技术突飞猛进,我们开始把目光投向更远的地方——银河系里那些绕着遥远恒星转动的行星,也就是系外行星,今天想跟你聊的,不是那种枯燥的天体编号列表,而是一次想象中的星际漫游,我们把自己缩小成一颗光子,穿过太阳系,再飞向那些让人惊叹的世界。
家门口的八位老邻居
咱们先把银河系放一放,毕竟“银河系十大行星”这个说法,最容易让人先想到太阳系里的家伙们,国际天文学联合会在2006年重新定义了行星,冥王星被划入了矮行星行列,所以太阳系目前有八大行星,这是我们最熟悉的天体,也是衡量所有系外行星的标尺。
从离太阳最近的水星开始,这颗满是陨石坑的小个子,白天能热到四百多度,晚上又冷到零下一百多度,像个被烤焦又冻透的石头球,金星呢,厚厚的大气层几乎是二氧化碳,温室效应失控到能把铅熔化,表面压力大得跟深海似的,地球自不必说,目前已知唯一有生命的地方,火星是沙漠星球,有太阳系最高的火山奥林帕斯山,比珠峰高三倍,木星是大哥,大红斑风暴刮了几百年,体积能装下一千多个地球,土星的光环让她成为望远镜里最上镜的模特,天王星躺着自转,像个滚动的蓝绿色弹珠,海王星有着太阳系最猛烈的风暴,风速能到每小时两千多公里。
这八位,就算是咱们的第一批“银河系行星”,但我知道,你点开这篇文章,肯定不止想听这些老生常谈,好,那咱们就飞出太阳系,去看看银河系里真正的远方。
飞越奧爾特雲,進入星際空間
旅行者1号花了四十多年才刚摸到星际空间的边,银河系直径大约十万光年,里面有上千亿颗恒星,几乎每颗恒星都有行星环绕,这意味着,银河系里的行星数量比地球上所有沙粒的总和还要多得多,从这海量世界里挑出两个来,和太阳系八大行星凑成十个,这本身就是件带点任性又充满乐趣的事。
下面这张表,先把咱们要逛的十个地方列个清单,一目了然,前八个是老朋友,后两个是这次星际旅行的主角。
| 行星名称 | 类型 | 所在系统 | 与地球距离 | 关键特征 |
| 水星 | 岩石行星 | 太阳系 | 极端温差,无大气层 | |
| 金星 | 岩石行星 | 太阳系 | 失控温室效应,高压高温 | |
| 地球 | 岩石行星 | 太阳系 | 已知唯一有生命的天体 | |
| 火星 | 岩石行星 | 太阳系 | 太阳系最高火山,远古河床痕迹 | |
| 木星 | 气态巨行星 | 太阳系 | 大红斑,强大磁场 | |
| 土星 | 气态巨行星 | 太阳系 | 壮观的光环系统 | |
| 天王星 | 冰巨行星 | 太阳系 | 自转轴倾斜98度,侧躺运行 | |
| 海王星 | 冰巨行星 | 太阳系 | 太阳系最强风,大暗斑 | |
| 比邻星b | 岩石行星 | 半人马座α | 约4.2光年 | 位于宜居带,可能被潮汐锁定 |
| 开普勒-452b | 超级地球 | 天鹅座 | 约1400光年 | “地球的表亲”,位于G型恒星宜居带 |
第一站:比邻星b,四光年外的红与黑
我们的飞船先飞到离太阳系最近的恒星——比邻星,这是一颗红矮星,又小又暗,发着幽幽的红光,2016年,天文学家在那发现了一颗行星,叫比邻星b,它的质量大约是地球的1.3倍,而且正处在宜居带里,这意味着,如果它表面有大气层和水,温度就可能允许液态水存在,液态水是生命的关键,所以发现它的时候,整个天文圈都兴奋了。
比邻星b的日子可能没那么舒服,它离母星太近了,公转一圈只要11天,而且它很可能被潮汐锁定——就像月亮永远只有一面对着地球那样,比邻星b永远用同一面朝着它的太阳,这导致一面是永恒的白昼,被红光照得通亮;另一面是永恒的黑夜,冷到连氮气都可能结冰,晨昏线上倒是可能有一圈温度适宜的地带,刮着从热面到冷面的狂风,如果那里有生命,想必长得跟我们很不一样,想象一下,一棵植物似的生物,叶片不是绿色的,而是深紫色甚至黑色的,为了更好地吸收那些微弱的红光,欧洲南方天文台的论文里提到,后续观测还在确认它是否有大气层,如果大气太薄,一切关于生命的畅想就都泡汤了。
第二站:开普勒-452b,地球的大表哥
离开比邻星,我们跳转到开普勒太空望远镜的杰作之一——开普勒-452b,它被NASA的科学家亲切地称为“地球2.0”或者地球的大表哥,这颗行星离我们1400光年,在天鹅座方向,它的母恒星是一颗G型星,跟太阳几乎一模一样,亮度、温度都差不多,开普勒-452b就在这颗“太阳”的宜居带里,公转一圈是385天,只比地球多了20天,直径大约是地球的1.6倍,所以它被归为“超级地球”。
你可以这么想:如果地球是个普通户型的公寓,那开普勒-452b就是同栋楼里面积大了一号的户型,采光一样好,物业(母恒星)水平也相当,住起来可能挺舒服,就是搬过去得爬1400光年的楼梯,问题在于,这颗行星年纪比地球大15亿岁,这15亿年会发生什么?随着恒星逐渐变亮,宜居带会向外挪动,开普勒-452b可能正在经历一场缓慢的温室效应失控——就像金星曾经可能经历的那样,曾经的海洋正在干涸,大气中的水蒸气越积越多,把热量牢牢锁住,如果上面曾有过文明,那他们大概早已搬走,或者学会了在逐渐滚烫的星球上生存,2015年确认发现的新闻发布会上,项目科学家说得挺诗意:这颗行星为我们提供了一个窥见地球未来的窗口。
这趟星际漫游到底图个啥
我写这些的时候,窗外的路灯刚好亮起来,夜空中,天鹅座的方向就在西北边,开普勒-452b所在的区域,肉眼看去就是一小片暗淡的星点,但我知道,那其中有一颗恒星,正照耀着一颗比地球大一半的岩石世界,这种感觉挺奇妙的——你明明站在自家阳台上,脑子里却已经跑到了一千多光年外。
也许有一天,詹姆斯·韦布空间望远镜或者未来的某个超级望远镜,能捕捉到这些行星大气层的光谱,发现氧气、甲烷或者其他生命活动的痕迹,到那时候,“银河系十大行星”这种说法可能又要更新了,毕竟银河系里行星太多了,我们今天挑出来的比邻星b和开普勒-452b,只是因为它们最像地球,最容易勾起我们的亲切感,像开普勒-186f、TRAPPIST-1系统的七颗行星、还有绘架座βb这种直接成像拍到的气态巨行星,哪个不是故事满满?
行星科学最迷人的地方,就在于它不断提醒我们:太阳系不是宇宙的模板,只是万千可能中的一种,有些行星下着玻璃雨,刮着超音速风;有些行星一半是岩浆海,一半是极寒冰原;还有些行星大气层里的有机分子,正在紫外线的照射下悄悄组合成更复杂的东西,每次新发现,都像是宇宙在说:“嘿,你以为自己已经很懂行星了?再瞧瞧这个。”
夜深了,我把望远镜收起来,对面楼里有人在炒菜,飘来一阵辣椒的香味,在银河系的某个角落,也许也有个什么东西正抬起头,看着天空,琢磨着远处那些光点是怎么回事,我们把它们写进列表,起了名字,好像这样就能让浩渺的宇宙显得亲切一点,这也正是天文学最温柔的一面——用人类的尺度,去度量星辰。