银河系究竟藏着多少颗外行星？一个让人失眠的数字
有天晚上睡不着,我盯着天花板想了个问题：银河系里到底有多少颗行星？不是绕着太阳转的那种，是绕着别的恒星转的——天文学家管它们叫系外行星，翻了个身摸出手机查了查，结果看到的数字大得我更加睡不着了。
咱们得先说清楚一个事儿：没人真的数过，银河系的行星数量不是一颗一颗点出来的，是靠推理和模型估算的，这个估算过程，有点像你看到一片沙滩，抓起一把沙子数了数，然后推算整片沙滩有多少粒沙——只不过这次的"沙滩"直径有10万光年。
开普勒望远镜给的底气
在2009年之前,天文学家说起银河系行星数量基本靠猜，那一年NASA把开普勒太空望远镜送上了天，事情就不一样了，这台望远镜盯着天鹅座附近一小块天空，整整看了四年，就干一件事——找行星从恒星前面路过时造成的那一点点亮度下降。
开普勒盯的那片天区里大约有15万颗恒星,到2018年退役时，它确认了2600多颗系外行星，还有近3000颗候选，这些数字本身不算惊人，真正厉害的是这些数据让天文学家能算出概率。
计算的结果大概是这样的：
- 银河系里大约70%到80%的恒星都拥有至少一颗行星
- 这其中大概20%到30%的恒星拥有位于"宜居带"的岩质行星
- 平均下来,每颗恒星大约有1到2颗行星
有了这些比例,再乘以银河系的恒星总数，数字就出来了。
那个让人头皮发麻的数字
银河系有多少颗恒星？目前的共识是大约1000亿到4000亿颗，取个中间偏保守的估计，算2000亿颗吧。
那么2000亿乘以1.6（平均每颗恒星拥有的行星数），就得到了一个大概的数字：
银河系可能拥有3000亿到4000亿颗行星。
——等等，有些研究给出的数字更大，2012年《自然》杂志上有一篇被广泛引用的论文，作者是卡萨桑（Cassan）团队，他们利用微引力透镜技术估算的结果是：银河系平均每颗恒星拥有1.6颗以上行星，总数可能在1000亿到2000亿颗之间——注意这是比较保守的估计，如果按开普勒团队后来一些分析的上限，数字能摸到1万亿。
为了让你对这个数字有点感觉,咱整一个简单的对比表：
| 类别 | 估计数量 | 你怎么理解它 |
| 已确认的系外行星 | 约5500颗 | 全世界人每人分一粒米都不够 |
| 开普勒候选行星 | 约3000颗 | 一个中型体育场能站下的人 |
| 银河系估计行星总数 | 3000亿～1万亿 | 地球上所有沙滩的沙粒数量 |
| 类地行星"的可能数量 | 100亿～400亿 | 比地球总人口多好几倍 |
看到第三行那个"沙滩沙粒"的比喻没？这不是修辞手法，是真的差不多。地质学家估算过地球上所有沙滩的沙粒大概在10的20次方到21次方这个量级，而行星数量摸到10的12次方——虽然还差着好几个数量级，但在人的感知尺度里，"多得数不清"这个感受是相通的。
这些行星都长什么样
说实话,我们连它们长什么样都不知道，绝大部分只是数据表格里的一行，但通过光谱分析、凌星观测这些手段，天文学家还是拼出了一些轮廓：
有比木星大好几倍的热木星，贴着恒星转，表面温度几千度，一年只有地球上的几天，有超级地球，质量是地球的几倍，可能是岩石行星也可能是气态行星，比邻星周围那颗比邻星b就属于这类，还有彻底让人头皮发麻的流浪行星——不绕任何恒星，就在星际空间里飘着，黑漆漆冷冰冰的，2011年有研究估计银河系里的流浪行星数量可能比恒星还多，达到数千亿甚至上万亿。
写到这儿我突然想到一件事：我们常说的"类地行星"其实包含很大的不确定性，一颗行星处在宜居带，跟它真的适合生命存在，中间隔着十万八千里，火星也在宜居带，但目前的火星表面干巴巴冷飕飕的，金星也在宜居带边缘，结果表面温度能融化铅。
这个数字靠谱吗
得承认,我们现在给出的所有数字都是基于模型的推测，开普勒的数据本身就有偏差，它更容易发现那些轨道周期短、个头大的行星——因为这类行星从恒星前面路过时造成的亮度变化更明显，周期也短，望远镜等得起，那些轨道周期跟地球差不多甚至更长的行星，开普勒可能压根没看见几次。
还有,开普勒盯的主要是银河系里离我们比较近的那一小块区域，这个区域的恒星组成、金属丰度能不能代表整个银河系？天文学家觉得能，但科学上的"觉得"跟事实之间永远留着修正的余地。
另外银河系恒星的总数本身也在不断被修订,早些年说1000亿颗，后来的一些观测觉得可能接近4000亿，基数差四倍，推算出来的行星数量就跟着差四倍，所以你看不同资料里银河系行星总数能差出一个数量级，这不是谁算错了，是假设前提不一样。
目前比较稳的说法是：银河系里行星的数量至少和恒星一样多，大概率是恒星数量的好几倍，具体是1倍、2倍还是10倍，等下一代空间望远镜（比如已经上天的韦布）传回更多数据之后，这个区间会越来越窄。
写到凌晨两点,我最后看了一眼手机屏幕上的那个数字——哪怕取最保守的估计，银河系也有至少1000亿颗行星，而我们已经确认的，只有区区5000多颗，这个差距本身，比任何科幻故事都更有想象力，关了手机躺回去，天花板还是那个天花板，但脑子里的银河系已经不太一样了。
《自然》2012年Cassan等人的微引力透镜统计研究，开普勒任务2018年的最终数据发布，以及NASA系外行星档案持续更新的确认列表，这些公开发表的数据和研究报告支撑了上面这些数字，如果你感兴趣，直接搜这些关键词就能找到原始资料。