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银河系漫游,太阳系里那个大块头,还有那些你没听过的宇宙巨兽

昨儿晚上天气不错,我扛着新到手的望远镜下楼,想找找土星环,结果我那小侄子跑过来,仰着头特认真地问我:“舅舅,木星是不是宇宙里最大的球?” 我乐了,跟他说在咱们太阳系这一亩三分地它确实是老大,但要是把它扔到整个银河系里,它还真排不上号,小孩儿一听,眼睛瞪得溜圆,我想,这事儿可能很多人没细琢磨过,今晚咱就唠唠这个挺有意思的话题。

银河系漫游,太阳系里那个大块头,还有那些你没听过的宇宙巨兽

太阳系的“大哥大”:木星到底有多大?

咱们先把目光收回到家门口,在太阳系这个家族里,谁是老大这事儿根本没有悬念,答案是木星,这名字听着就敦实,它究竟有多夸张呢?我打个比方,你可能立马就有感觉了:木星的质量是地球的318倍,是太阳系里其他所有行星、卫星、小行星加起来总质量的两倍半,也就是说,把剩下的七大姑八大姨全绑一块儿,还不到木星重量的一半,它的体积更夸张,能足足装下1300多个地球,我盯着木星那个大红斑的照片时常想,那个风暴眼就能毫不费力地把地球整个吞进去,连个饱嗝都不带打的。

有意思的是,木星这颗庞然大物还是个虚胖子,它的平均密度还没水大,理论上讲,要是能找个足够大的浴缸,它能漂在水面上,当然了,说它是太阳系之王,不仅仅靠块头,在罗马神话里,朱庇特(木星的英文名Jupiter来源)就是众神之王,古代天文学家把这么个亮得晃眼、走得又稳当的星星封为天神,也是真会起名,它那个狂暴的大气层和超强的磁场,活脱脱就是个脾气不太好、动不动就打雷闪电的君王,你晚上向东南天空看,那颗很亮的黄色星星多半就是它,跟地球最近的时候,距离咱们大概有6.3亿公里,这是一种特别奇妙的联结,我们在地球上一抬头,就能看见那颗巨大的、风暴肆虐的行星安安静静挂在那里。

走出太阳系,木星就是个“弟弟”

咱们不能老在自家院子里转悠,要是把尺度拉大到银河系,木星那点体格就有点不够看了,你知道银河系里有多少恒星吗?天文学家艾萨克·罗伯茨在十九世纪末就通过长时间曝光摄影,首次揭示了银河系旋臂结构的细节,后来《天体物理学杂志》上的巡天数据保守估计有1000亿到4000亿颗,哪怕只有极小比例的恒星拥有行星,那行星的数量也是一个让人头皮发麻的天文数字,在这么大的基数下,出几个怪物级别的行星一点也不奇怪。

这时候就得提到一个概念了——热木星,在2000年前后,天文学家杰弗里·马西和保罗·巴特勒的团队就通过视向速度法发现了不少这种系外巨行星,它们的质量跟木星差不多,但因为离母星极近,被烤得极度膨胀,有个叫WASP-12b的,发现档案在《自然》杂志有记载,它距离母星近到一年只有26个小时,表面温度超过2000度,形状已经被引力撕扯成了橄榄球的样子,它的直径膨胀得比木星大了将近一倍,要是木星有知觉,看见自己同类的这副惨相,估计会觉得待在太阳系这个低温区清心寡欲地转着,挺养生。

为了看得更清楚,咱们可以拿下面这个表格,感受一下木星和几位系外“大哥”的体格差距:

天体名称 类型 质量(相对于木星) 半径(相对于木星)
木星 气态巨行星 1 1
WASP-12b 热木星 4 ~1.9
CVSO 30 b 疑似气态巨行星 ~3-4 ~1.6
GQ Lupi b 超级木星 ~36 ~3.5

你看,这差距一下子就拉开了,GQ Lupi b这类超级木星,质量已经是木星的几十倍,半径也大了好几圈,几乎踩在了行星和褐矮星的分界线上。

银河系漫游,太阳系里那个大块头,还有那些你没听过的宇宙巨兽

边界在哪儿:行星还是矮星,这是一个问题

这里头其实有个挺棘手的问题,也是天文学家们一直在吵的,一个行星到底能长到多大?国际天文学联合会(IAU)有个大致的标准:如果天体的质量超过了木星质量的13倍,它核心的温度和压力就足以点燃氘的核聚变反应,这时候,它就不再是行星,而应该被归类为褐矮星——一种介于行星和恒星之间的过渡型天体,所以说,要成为银河系里个头最大、还能被称为行星的天体,得有个上限,大概就在13到14倍木星质量附近,一旦超过这个临界点,它就进入另一种天体目录了,这个边界就像体重秤上那个数字,多出一点,性质就变了,目前发现的一些叫超级木星的天体,正是在这条红线附近疯狂试探,这让我想起以前看戈壁滩捡石头的节目,有块大石头,专家也争论半天它到底该叫玉髓还是玛瑙。

银河系最大行星?这是个没有终点的寻宝游戏

你要是追问那颗恰好卡在临界点、真正意义上的“银河系最大行星”到底是谁,这个问题目前没有终极答案,宇宙太大了,巡天技术还在进步,詹姆斯·韦伯空间望远镜和智利的甚大望远镜,如今正用它们极度敏锐的仪器,一颗接一颗地发现系外行星候选体,数据多到看不过来,也许就在今晚,某个研究系外行星的博士生,看着电脑屏幕上的光变曲线,就会意识到数据里藏着一个新的、打破记录的巨物,它可能藏在猎户座旋臂某个不起眼的角落,也可能就在离我们并不算太远的恒星边上安静地公转。

没准过两年,我去更新望远镜设备的时候,小侄子又会跑来问我同样的问题,到那时我给他的答案,恐怕又得换个新名字了。

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