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32顆真實存在的外星球

2024-10-07科學

在我們的太陽系之外,無數由熔巖、冰、水和有毒瓦斯組成的外星世界在宇宙中盤旋。以下是迄今為止科學家發現的一些最奇怪的系外行星。

在我們太陽系 中熟悉的八顆行星之外 ,還有無數奇異而極端的世界等待著我們去探索——其中一些已經被發現了。

得益於望遠鏡技術的飛速發展,天文學家已經發現了 5600 多顆太陽系外行星。這些 行星 ,科學家稱之為「系外行星」,有的充滿熔巖,有的充滿水。有的被恒星的熱量所摧毀,有的被永恒的黑夜所籠罩。有些行星看起來像是直接從【星際大戰】中偷來的,而有些行星上可能存在著科幻小說中從未想象過的奇異生命形式。

讓我們一起遊覽這個充滿驚奇的宇宙中一些最奇特、最迷人的系外行星。

1、 熔巖雨下的「地獄星球」

巨蟹座 55 e 是一顆巖石行星,大小約為地球的八倍,因此被稱為「超級地球」。盡管它體積龐大,但生活條件卻並不「超級」。 巨蟹座 55 e 常被昵稱為「地獄星球」,它完全被流動的熔巖海覆蓋,甚至可能 下熔巖雨 。這顆系外行星距離地球 41 光年,是研究的熱門目標。

2、 有(潛在)生命海洋的水世界

K2-18 b 是一顆距離太陽約 120 光年的巨型行星。它位於恒星周圍的「宜居帶」,這意味著那裏可能存在液態水(甚至可能存在生命)。詹姆士·韋伯太空望遠鏡(JWST) 最近進行的一項分析支持了這樣一種觀點,即這顆系外行星可能擁有自己的液態水海洋,而海洋 可能是生物的家園 。在這項研究中,JWST 在系外行星的大氣層中檢測到了二甲基硫醚的可能痕跡,二甲基硫醚是一種已知僅由地球上的浮遊植物排放的化學物質。

3、 現實世界的「塔圖因」

克卜勒-16b 這顆系外行星是已知的第一顆繞雙星執行的行星——一顆同時繞兩顆恒星執行的行星,就像【星際大戰】系列中的塔圖因一樣。然而,由於這顆巨大的行星表面與土星類似,都是瓦斯,即使是絕地武士也很難在這顆距離太陽約 200 光年的系外行星上站穩腳跟。

4、 打破規則的龐然大物

巨型 系外行星 LHS 3154b 讓科學家們摸不著頭腦,因為它似乎對於其微小的恒星來說太大了。研究人員在 2023 年發現這顆行星時表示,這顆行星的品質約為地球的 13 倍,但圍繞著一顆品質比太陽小9 倍的恒星執行,似乎不可能存在。未來對這個「不可能」世界的研究可能會顛覆已知的行星形成規則。

5、 已知宇宙中最大的系外行星

系外行星 HAT-P-67 b 的半徑是木星的兩倍,就寬度而言,它可能是 宇宙中已知的最大行星 但盡管它有巨大的周長,但宇宙中還有更巨大的行星。這顆行星距離地球約 1,200 光年,密度非常低,只有木星品質的三分之一左右。

6、 下沙雨的「蓬松」星球

WASP-107b 距離地球 200 光年,其密度也非常低,因此在望遠鏡觀測中看起來「蓬松」。 研究 顯示,雲層可能由細粒矽酸鹽顆粒組成,這意味著這顆蓬松的行星上可能會下沙雨。

7、 可能存在生命海洋的「眼球星球」

這顆距離地球僅 50 光年的 系外行星 LHS 1140 b 擁有獨一無二的 表面,可能是外星生命的候選者。科學家發現,這顆行星可能被冰覆蓋——除了其表面永久指向其主恒星的那一部份。研究人員稱,恒星的熱量可能會融化足夠的冰,形成一個圓形的液態水海洋。研究小組寫道,除了讓這顆行星呈現出獨特的靶心狀外觀外,這片罕見的海洋可能是外星生命繁衍生息的主要場所。

8、爛雞蛋世界

距離地球約 64 光年的系外行星 HD 189733 b 化學成分非常獨特,天文學家幾乎可以從銀河系的另一邊聞到它的味道。詹姆士·韋伯太空望遠鏡最近對該行星進行了一項研究,發現其大氣層含有大量硫化氫(一種由地球上腐爛的有機物和火山釋放出的有毒易燃瓦斯),聞起來像臭雞蛋。這顆臭雞蛋般的行星溫度過高,不適合生命生存,但科學家能夠在其大氣層中檢測到如此獨特的分子這一事實本身就是一個好兆頭,表明詹姆士·韋伯太空望遠鏡可能很快就能在宇宙的其他地方檢測到生命的跡象。

9、 可能不存在的「火神行星」

這是科幻小說反映現實的一個引人註目的例子,科學家報告發現了一顆類似於【星際迷航】系列電影中斯波克博士的家鄉瓦肯星的行星。這顆行星是在 2018 年圍繞真實恒星 40 Eridani A 發現的,這顆恒星正是這部著名科幻系列電影中斯波克的家鄉星球所在。然而, 最近對這顆恒星的後續觀測 使這顆行星的存在受到質疑,恒星光訊號的細微擺動可能不是由附近行星對它的拖拽造成的,而是由恒星表面的定期噴發造成的。這顆名為 HD 26965 b 的瓦肯行星的存在現在似乎受到質疑

10、 圍繞一顆紅色小恒星執行的類地行星

地球可能在附近的恒星系統中有一個失散已久的孿生行星。這顆行星名為 葛利斯 12 b ,圍繞著一顆熾熱的紅色恒星執行,該恒星距離地球約 40 光年。值得註意的是,這顆系外行星的寬度似乎是地球的 1.1 倍,因此其特性與地球相似。雖然 葛利斯 12 b 繞其母星執行的距離比地球繞太陽執行的距離要近得多(繞母星一圈約為地球的13 天),但母星也小得多,因此這顆行星處於宜居帶,液態水可以在行星表面形成。這意味著我們的遙遠孿生行星甚至可能有自己的生命。

11、 擁有永恒黑夜的地球大小行星

並非所有地球大小的行星都足夠幸運,適合居住。以 SPECULOOS-3 b 為例,這是一顆巖石狀的類地行星 ,其圍繞紅矮星的軌域有點太近了,讓人感到不舒服。這顆巖石行星每 17 小時繞行一圈,受到的放射線如此之多,以至於它的大氣層很可能早就被炸飛了,讓這顆不幸的行星完全荒蕪。然而,炙熱的溫度並不是全球現象,這顆行星被潮汐釘選,這意味著它的一面總是面對著它的恒星,永遠是白天,而另一面則永遠是黑夜。

12、 「從內部融化」的紅色火山世界

天文學家在一個遙遠的恒星系統中發現了一顆行星,這顆行星似乎正在噴發,火山如此之多,透過望遠鏡看,這顆行星簡直是紅光四射。這顆 冒煙的系外行星名為 TOI-6713.01 ,距離地球約 66 光年,繞恒星執行一周,每 2.2 個地球日完成一圈。觀測表明,這顆行星被數百座活火山噴出的熔巖覆蓋。這顆行星還受到恒星和鄰近行星重力的巨大內部摩擦,這可能導致這顆行星從內部融化。

13、 擁有子彈般風力的氣態巨行星

科學家繪制了距離地球 280 光年的巨大系外行星的天氣圖,預測結果不容樂觀。 這顆名為 WASP-43b 的行星 被潮汐釘選,一面巨大的行星始終指向其恒星,另一面則永遠籠罩在黑暗之中。兩側巨大的溫差導致猛烈的風力,科學家估計風速最高可達 9000 公裏/小時,比子彈的速度快幾倍。

14、 有著絢麗彩虹的地獄世界

系外行星 WASP-76 b 距離地球約 637 光年,並不是你想要度假的地方。這顆行星的軌域距離其主恒星比水星繞太陽軌域的距離近 20 倍,其白天一側的溫度估計可達 2400 攝氏度,堪稱真正的地獄世界。不過,它有一個吸引人的地方:在行星表面白天和夜晚交匯處觀察到一個奇怪的亮點,這可能是「光輝」——一種罕見的視覺現象,有時在地球上也能看到,由同心彩虹環組成一個巨大的圓圈。

15、 圍繞死亡恒星運轉的巨行星

有一天,太陽會消亡,但太陽系中的一些行星可能會繼續存在。科學家在遙遠的恒星系統中發現兩顆巨大的行星圍繞「死亡」白矮星執行後做出了這一推斷。這兩顆行星被命名為 WD 1202-232 和 WD 2105-82 ,估計品質是木星的 1 到 7 倍,並且都圍繞著小型死亡恒星執行,距離至少是地球和太陽之間距離的 11.5 倍。如果得到證實,它們的發現暗示著我們太陽系的類似行星木星和土星有一天可能會在太陽不可避免的死亡中幸存下來。(遺憾的是,地球很可能在我們恒星的最後一次膨脹中 被吞噬。)

16、 獵戶座的「流浪」行星

大多數已知行星都圍繞恒星執行,但可能還有無數其他行星不圍繞恒星執行。科學家利用詹姆士·韋伯太空望遠鏡發現了 數百顆自由漂浮的「流浪行星」,它們 在獵戶座星雲中飛馳而過,不受任何恒星的束縛。奇怪的是,這些流浪行星中大約有 80 顆被困在雙星軌域上,成對在太空中翻滾。科學家們不確定這些行星是如何從它們的母恒星系統中被彈出的,也不確定它們為什麽被困在雙星軌域上。鑒於這些行星的品質與木星大致相當,科學家們將它們稱為木星品質雙星物體,簡稱 JuMBO

17、 我們實際上可以看到的遙遠行星

科學家們透過觀察遙遠恒星發出的光的變化,間接探測到了大多數系外行星。但在 2004 年,研究人員首次 透過視覺直接確認了外星世界的存在 。這顆系外行星名為 2M1207b ,位於半人馬座,距離我們約 170 光年,是一顆氣態巨行星,品質約為木星的五倍。研究小組透過三種不同的紅外波段觀察發現了這顆遙遠的世界,這有助於揭示行星的熱量,同時阻擋其母星的光線。自這一突破性發現以來,大約有 200 顆系外行星透過直接成像被發現,而其他 5,000 多顆行星則透過其他方式被發現。

18、 擁有石英雲的行星

你能想象日落透過水晶般的天空嗎?這在系外行星 WASP-17b 上可能是現實,這是一顆類似木星的氣態巨行星,溫度極高,以至於它的雲層由石英晶體構成,詹姆士韋伯太空望遠鏡的觀測表明,這顆行星的軌域非常靠近其母恒星,因此其大氣層溫度高達 1500 攝氏度。研究人員認為,這種熱量在行星大氣層中形成了微小的沙粒大小的二氧化矽顆粒,這些顆粒可能會聚結成純石英雲。

19、 即將誕生的嬰兒木星

尋找系外行星的科學家不僅關註現有的世界,還關註 即將誕生的世界 。在研究距離地球約 5000 光年的恒星 V960 Mon 周圍的區域時,科學家發現了一個團塊狀瓦斯場,其中兩股物質似乎被匯聚成明顯的行星狀團塊。研究人員利用歐洲南方天文台的甚大望遠鏡和阿塔卡馬大型公釐/亞公釐陣列取得了這一發現,據他們稱,這是科學家首次對即將誕生第一顆巨行星的年輕恒星系統進行成像。

20、 兄弟姐妹行星步調一致

在距離地球 370 光年的遙遠恒星 PDS 70 周圍,存在 一對極為罕見的姊妹行星 。一顆大小與木星相當的成熟行星似乎正圍繞其主恒星旋轉;在它後面,在同一軌域上,是一團巨大的瓦斯和塵埃雲,研究人員懷疑這可能是該行星部碎形成的姊妹行星。盡管其中只有一個物體似乎是一顆成熟的行星,但這對行星是罕見的「特洛伊行星」的第一個證據——兩顆行星幾乎同時形成,圍繞其主恒星的大致相同位置,在完全相同的軌域上執行。

21、 這顆行星正在將其恒星變成「螺旋星系」

距離地球約 5 億光年的地方,有一個看上去似曾相識的恒星系統。它 被兩條布滿塵埃的螺旋臂包裹 ,與我們的銀河系很相似——盡管規模要小得多。這顆恒星為什麽會呈現出銀河系般的外觀,原因何在?天文學家懷疑這是因為一顆隱藏的木星大小的行星 MWC 758 c ,它利用巨大的重力將恒星的塵埃鞘塑造成壯觀的螺旋臂。這顆行星尚未得到完全證實,但模擬顯示,它很可能是其母星外觀奇特的原因。

22、 不該存在的映像世界

大多數行星都會反射至少一部份恒星的光線。但 系外行星 LTT9779 b 反射了其恒星 80% 的入射光線,這是迄今為止發現的所有行星中反射率最高的。這顆行星令人印象深刻的反照率的關鍵在於它周圍的一層金屬雲。科學家懷疑這顆海王星大小的行星的天空主要充滿了矽酸鹽或玻璃,以及鈦酸鹽(一種含鈦的鹽),這讓行星的大氣層變成了一面名副其實的鏡子。這顆行星的存在給科學家們帶來了一個謎團:這顆行星的軌域如此接近其恒星,以至於它的大氣層現在應該已經被吹散了。它幸存的關鍵可能是行星天空中的金屬,這些金屬可能太重了,太陽風無法將其吹散。

23、 在其恒星死亡後幸存下來的「僵屍」行星

系外行星 8 小熊座 b 又名 Halla ,是一顆距地球 520 光年的熾熱類木星。觀測表明,這顆巨大的行星應該被其母星完全焚毀,母星已經進入紅巨星階段,似乎早已向外膨脹進入其系統,燒焦其路徑上的一切,然後收縮回目前的大小。 Halla 的軌域相對較近,這表明它要麽是在恒星再次收縮後誕生的,要麽今天可見的恒星是兩顆合並的雙星之一,阻止了其中任何一顆在其淪陷路徑上擴張。

24、 充滿蒸汽氛圍的水世界

系外行星 GJ 1214b 距離地球僅 40 光年,但它被厚厚的雲層覆蓋,直到最近科學家才開始對其進行研究。科學家利用詹姆士韋伯太空望遠鏡的紅外視覺透過雲層對這顆行星進行分析,發現它似乎有一層由蒸汽構成的大氣層,這表明下面的世界可能含有大量的水。

25、 沒有大氣層的類地行星

在遙遠的恒星 TRAPPIST-1 周圍,七顆巖石行星繞著恒星的宜居帶旋轉。這些行星中是否有一顆具備適宜生命生存的條件,這是天文學家們熱切研究的問題。但其中一顆行星 TRAPPIST-1b 可能已正式結束競爭。詹姆士·韋伯太空望遠鏡對這顆巖石類地行星的觀測顯示,這顆行星的溫度與烤箱差不多——高達232 攝氏度,而且幾乎肯定沒有大氣層。這顆炙熱行星的一些鄰居可能更適合生命出現,但還需要更多的研究才能確定。

26、 外星沙塵暴星球

科學家利用詹姆士·韋伯太空望遠鏡觀測到,距離地球約 40 光年的系外行星 VHS 1256 b 上正發生一場巨大的沙塵暴。這顆「超級木星」距離恒星非常遙遠,需要大約 10000 年才能完成一次公轉。如此大的距離意味著科學家可以相對清楚地看到這顆行星的大氣層,而不會受到太多星光的幹擾。最近的觀測顯示,由矽酸鹽顆粒組成的極熱雲層在行星大氣層中旋轉。據研究人員稱,這可能是一場巨大沙塵暴的證據。

27、 比恒星更熱的行星

KELT-9b 是一顆溫度極高的類木行星,距離地球 670 光年。據估計,它的表面溫度為 4300攝氏度,在被發現時就被認為是迄今為止發現的最熱的系外行星,甚至比一些恒星還要熱。這種強烈的熱量對行星的大氣層產生了嚴重影響:在 KELT-9b 的向陽面,附近恒星的熱量如此強烈地照射到 KELT-9b 大氣中的氫分子,以至於它被撕成碎片並吹散到整個星球上。由於該行星一半的大氣層不斷融化,這個世界是你絕對想避開的外星目的地之一。

28、 有毒的橄欖球星球

系外行星 WASP-121b 距離地球約 900 光年,溫度極高,重金屬不斷在其大氣層中沸騰並排放到太空中。科學家發現鐵和鎂分子位於行星表面上方很高的地方,它們可以擺脫重力的拉力並飄走。極端高溫源於行星與其主恒星的超近距離。事實上,行星距離主恒星如此之近,以至於恒星重力產生的潮汐力將其拉伸成橄欖球形狀,這與最常見的球形世界不同。

29、 超小型世界正以驚人的速度發展

L 98-59b 距離地球 35 光年, 是迄今為止發現的最小系外行星之一,品質僅為地球的 0.4 倍。這顆微小的行星還以極快的速度繞其母星執行,僅需兩天零六個小時即可完成一次公轉。正因為如此,這顆行星從母星接收的能量大約是地球從太陽接收能量的 22 倍,這幾乎肯定會使這顆微小、快速移動的行星無法居住。

30、 地球的「表兄」

系外行星 克卜勒-452 b 看起來與我們的地球如此相似,以至於 NASA 將其稱為「地球的老表親」。這顆巖石系外行星圍繞一顆類日恒星執行,其軌域距離幾乎與地球繞太陽執行的距離相同,一年大約持續 384 天。這使該行星牢牢處於宜居帶,液態水可以在其表面形成。遺憾的是,我們的表親將在很長一段時間內與我們保持疏遠:該行星距離地球近 1800 光年,航天器至少需要 3000 萬年才能到達。

31、 距離奇異的姊妹行星

外行星 克卜勒-36b 是一顆巖石行星,其大小約為地球的 1.5 倍,其軌域與鄰近行星——類似海王星的系外行星克卜勒-36c 異常接近。這兩個外星世界平均每 97 天會極其接近彼此一次;在這些宇宙家庭團聚期間,這兩顆行星之間的距離不到 5 個地球-月球距離。這些超近距離接觸對姊妹行星施加了巨大的潮汐力,可能促使巖石行星克卜勒-36b 上出現活躍的火山活動。

32、 幼星周圍的不幸行星

距離地球約 32 光年的系外行星 AU Microscopii b 很不幸,它形成於距離其主星僅 960萬公裏的地方,主星是一顆極其年輕、炎熱、易變的紅矮星。據估計,這顆恒星只有 2300 萬年歷史,從宇宙的角度來看,它還只是個蹣跚學步的嬰兒。(相比之下,太陽有 46 億年歷史)這顆年輕恒星經常會爆發出比太陽最嚴重的耀斑強度高數千倍的放射線,而可憐的 AU Microscopii b 經常處於放射線火力線中。天文學家已經註意到在這顆遙遠世界附近有巨大的行星物質團塊圍繞執行,這表明這顆易變的恒星正在一點一點地炸掉這顆行星的大氣層。