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银河系里最大的那颗星球,到底有多大?

上周末,朋友半夜发来消息:“哎,你说银河系里哪颗星球最大啊?”我当时刚洗完澡,擦着头发随手回了一句:“木星吧。”

发完我就后悔了。

躺在床上的时候脑子里开始翻腾——不对,银河系里恒星就几千亿颗,行星的数量更是天文数字,怎么可能还是太阳系里那点我们早就摸清楚的事儿,第二天一早,我老老实实坐到电脑前,翻了一上午的资料,发现自己昨天的回答简直是在敷衍人家。

所以这篇东西,就算是把那个半夜的问题好好重新回答一遍,不光说名字,咱们得把“最大”这俩字先掰扯清楚。

你说的“大”,到底是哪种大?

这里有个特别容易踩的坑,我们平时聊天说一个星球“大”,默认就是直径大、个头壮,可在天文学上,“大”至少能分出三四种完全不同的意思,要是混淆了,讨论就会变成鸡同鸭讲。

我自己捋了一下,大概这么几层:

  • 直径最大——也就是星球的个头,从这头到那头有多宽
  • 质量最大——星球有多“重”,含多少物质
  • 体积最大——占的空间有多大,这跟直径相关但不是一回事,尤其当星球密度差异巨大的时候
  • 表面积最大——这个角度听得少,但偶尔也会被拿出来说

打个生活中的比方:一个充气的瑜伽球,直径比铅球大得多,可论质量,铅球能甩瑜伽球几十条街,星球也一样,有的胖得像棉花糖,有的小却密得像铁疙瘩。

所以咱们今天得把口径先统一了——这篇文章讨论的“最大”,主要指直径(或者说体积)最大的行星。要论质量最大,那完全是另一套答案,我们顺便也会提一嘴。

那银河系里直径最大的行星,到底是谁?

答案是——目前已知的、直径最大的行星,叫 ROXs 42Bb(读作“roks 四十二 B b”也行,我没见过有人当面念过这名字)

我第一眼看到这个名字的时候也愣了一下,心想这编号也太不友好,但翻完它的发现史,就能理解为什么天文学家给这么个冷冰冰的代号了。

ROXs 42Bb 是在2013年左右通过直接成像法发现的,位于蛇夫座方向,距离地球大约440光年,它围绕一颗年轻的M型矮星运转,这颗主星本身就属于一个叫“蛇夫座ρ星云”的恒星形成区,下面的表格把这颗行星的一些关键数据跟木星放在一起比了一下,看完就知道它有多夸张。

参数 ROXs 42Bb 木星(对照)
半径 约2.5倍木星半径 1个木星半径(约7万公里)
估算直径 约35万公里 约14万公里
质量 约9倍木星质量 1个木星质量
表面温度 约2000K(一千七百摄氏度左右) 云顶约-145℃
距离地球 约440光年

直径35万公里是什么概念?木星的直径是14万公里左右,地球才1.3万公里不到,如果我把ROXs 42Bb放在太阳系木星的位置,它最外层能怼到离土星轨道不远的地方,一个行星,比咱们太阳系里某些恒星(比如比邻星)还要粗一圈,这就很离谱。

而且更有意思的是,这颗行星的质量虽然有9倍木星质量,但它的半径却是木星的2.5倍,密度一算就知道了——它的平均密度比木星低不少。它属于那种“虚胖”型的行星。

说到这,你可能想看看这颗行星大概在天空什么位置,下图示意了蛇夫座ρ星云的区域,ROXs 42Bb就藏在其中一颗年轻恒星旁边。

银河系里最大的那颗星球,到底有多大?

蛇夫座ρ星云是一个充满年轻恒星的星云,ROXs 42Bb的母星就位于这片区域

为什么会这么大?它是不是快要变成恒星了?

这个问题特别好,因为ROXs 42Bb的质量是木星的9倍左右,而通常认为褐矮星的质量下限大概在13倍木星质量——到了那个门槛,核心就能短暂点燃氘聚变,变成一个“失败的恒星”。

所以ROXs 42Bb距离“恒星俱乐部”的门槛,其实就差那么几倍木星质量,它正处在行星和褐矮星之间那个模糊地带,天文学家自己吵了好多年,到底该叫它超大质量行星,还是低质量褐矮星,目前的主流口径还是把它划在行星阵营——因为它的形成机制更接近行星,而不是恒星那种分子云坍缩

它是怎么长到这么大的?这又跟它的年龄有关,ROXs 42Bb所在的恒星系非常年轻,大概只有几百万年,这在宇宙尺度上就是婴儿阶段,行星刚形成的时候,内部残留着大量吸积和收缩释放的热量,整个星体会处于一种“膨胀”状态——就像一块刚从炉子里取出来的铁,还是暗红色的,膨胀得比冷却以后要大得多。

随着时间推移,它会慢慢收缩,散掉热量,几亿年后可能半径会缩到现在的几分之一,但现在,就是它一生中最“膨”的时期,正好被我们人类撞上了。

那有没有更大质量的行星?

有,论质量的话,银河系里目前已知质量最大的行星候选体,常常被提到的包括 DENIS-P J082303.1-491201 b,质量大约是木星的28倍,这要是按国际天文学联合会的定义,其实已经踩在褐矮星的线上了。

另外还有像 HR 2562 b 这类天体,质量大约30倍木星质量,同样处于行星和褐矮星的争议区,褐矮星这个小家伙的尴尬之处就在这儿——它不是恒星,但好像也不太情愿被叫做行星。

我画了一张简易的对比图,把几类天体的质量范围大致标了出来,看起来会更直观一些。

银河系里最大的那颗星球,到底有多大?

褐矮星(如Gliese 229B)处于行星和恒星之间的过渡地带,质量通常在13至80倍木星质量之间

所以你如果问的是“最重的行星”,那答案就变得很滑——要看你在哪个精确的质量上限画这条线,不同的天文团队,不同的论文,划线的习惯都不一样,有的说13倍木星质量,有的忍不住放宽到30,学术圈打架,我们外面的人就更不好下定论了。

等一下,那我们之前听说的那些“超级木星”呢?

聊到这儿,可能有人会想起几个名字:WASP-17bHD 100546 b开普勒-39b,这些确实都是有名的“大块头”。

WASP-17b是已知密度最低的行星之一,半径大约是木星的1.9倍,但质量只有木星的一半左右——它就是个被恒星烤得蓬松的“热木星”,HD 100546 b则长期被宣传为直径最大的行星候选体之一,有些估算甚至认为它的半径可能达到木星的6到7倍,可问题在于,它的质量、半径测量误差条很长,不同研究团队给出的数字差得很大,所以暂时还不能稳稳当当坐“最大”的交椅。

ROXs 42Bb之所以现阶段被很多天文学家公认为实测直径最大的行星,就是因为它的直接成像数据相对干净,测量值比较靠谱,争议较小,哪天要是出来一篇新论文,给出一个确凿的、直径超40万公里的大家伙,那这个头把交椅立刻就得换人,天文学就是这样,今天拿尺子量的结果,可能明天就被更精确的尺子推翻。

那银河系里最大的“星球”如果算上恒星呢?

如果彻底放开限制,不局限在行星,而是把“星球”理解成所有球状天体,那答案就完全不属于行星这个类别了。

银河系里已知体积最大的恒星,目前比较公认的是 盾牌座UY,一颗红超巨星,半径大约是太阳的1700倍,也就是说,如果把盾牌座UY放在太阳的位置,它的边缘能吞没土星的轨道,这个尺寸跟任何行星比,都属于另一个维度的东西。

但这就偏离了咱最开始的问题——朋友问的是“星球”,一般大众语境下讲“星球”其实多指行星,所以写到这儿,我也就当个花絮提一嘴,免得整篇文章跑偏。

回到行星这条线,如果你哪天也被人半夜问住,可以很笃定地说:就目前的数据来看,银河系里直径最大的行星很可能就是ROXs 42Bb——一个距离我们四百多光年、滚烫、膨胀、年轻的气态巨行星,大到太阳系装不下第二颗这样的怪物。

至于以后会不会发现更大的,按银河系这几千亿颗行星的体量来说,我觉得只是时间问题,说不定现在某个望远镜就正在对准一颗更夸张的家伙,只是数据还没跑完。

写到这儿,我又看了眼手机,上次那个半夜的对话框已经沉到列表很下面了,想了想,还是没把这一大段直接复制发过去——显得太认真了,人家可能只是想找个话题随便聊聊。

但我自己倒是真搞明白了一件事:宇宙里,“最大”从来不是一个固定的答案,而是一个会随着我们的认知不断漂移的概念。

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