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32颗真实存在的外星球

2024-10-07科学

在我们的太阳系之外,无数由熔岩、冰、水和有毒气体组成的外星世界在宇宙中盘旋。以下是迄今为止科学家发现的一些最奇怪的系外行星。

在我们太阳系 中熟悉的八颗行星之外 ,还有无数奇异而极端的世界等待着我们去探索——其中一些已经被发现了。

得益于望远镜技术的飞速发展,天文学家已经发现了 5600 多颗太阳系外行星。这些 行星 ,科学家称之为「系外行星」,有的充满熔岩,有的充满水。有的被恒星的热量所摧毁,有的被永恒的黑夜所笼罩。有些行星看起来像是直接从【星球大战】中偷来的,而有些行星上可能存在着科幻小说中从未想象过的奇异生命形式。

让我们一起游览这个充满惊奇的宇宙中一些最奇特、最迷人的系外行星。

1、 熔岩雨下的「地狱星球」

巨蟹座 55 e 是一颗岩石行星,大小约为地球的八倍,因此被称为「超级地球」。尽管它体积庞大,但生活条件却并不「超级」。 巨蟹座 55 e 常被昵称为「地狱星球」,它完全被流动的熔岩海覆盖,甚至可能 下熔岩雨 。这颗系外行星距离地球 41 光年,是研究的热门目标。

2、 有(潜在)生命海洋的水世界

K2-18 b 是一颗距离太阳约 120 光年的巨型行星。它位于恒星周围的「宜居带」,这意味着那里可能存在液态水(甚至可能存在生命)。詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST) 最近进行的一项分析支持了这样一种观点,即这颗系外行星可能拥有自己的液态水海洋,而海洋 可能是生物的家园 。在这项研究中,JWST 在系外行星的大气层中检测到了二甲基硫醚的可能痕迹,二甲基硫醚是一种已知仅由地球上的浮游植物排放的化学物质。

3、 现实世界的「塔图因」

开普勒-16b 这颗系外行星是已知的第一颗绕双星运行的行星——一颗同时绕两颗恒星运行的行星,就像【星球大战】系列中的塔图因一样。然而,由于这颗巨大的行星表面与土星类似,都是气体,即使是绝地武士也很难在这颗距离太阳约 200 光年的系外行星上站稳脚跟。

4、 打破规则的庞然大物

巨型 系外行星 LHS 3154b 让科学家们摸不着头脑,因为它似乎对于其微小的恒星来说太大了。研究人员在 2023 年发现这颗行星时表示,这颗行星的质量约为地球的 13 倍,但围绕着一颗质量比太阳小9 倍的恒星运行,似乎不可能存在。未来对这个「不可能」世界的研究可能会颠覆已知的行星形成规则。

5、 已知宇宙中最大的系外行星

系外行星 HAT-P-67 b 的半径是木星的两倍,就宽度而言,它可能是 宇宙中已知的最大行星 但尽管它有巨大的周长,但宇宙中还有更巨大的行星。这颗行星距离地球约 1,200 光年,密度非常低,只有木星质量的三分之一左右。

6、 下沙雨的「蓬松」星球

WASP-107b 距离地球 200 光年,其密度也非常低,因此在望远镜观测中看起来「蓬松」。 研究 显示,云层可能由细粒硅酸盐颗粒组成,这意味着这颗蓬松的行星上可能会下沙雨。

7、 可能存在生命海洋的「眼球星球」

这颗距离地球仅 50 光年的 系外行星 LHS 1140 b 拥有独一无二的 表面,可能是外星生命的候选者。科学家发现,这颗行星可能被冰覆盖——除了其表面永久指向其主恒星的那一部分。研究人员称,恒星的热量可能会融化足够的冰,形成一个圆形的液态水海洋。研究小组写道,除了让这颗行星呈现出独特的靶心状外观外,这片罕见的海洋可能是外星生命繁衍生息的主要场所。

8、烂鸡蛋世界

距离地球约 64 光年的系外行星 HD 189733 b 化学成分非常独特,天文学家几乎可以从银河系的另一边闻到它的味道。詹姆斯·韦伯太空望远镜最近对该行星进行了一项研究,发现其大气层含有大量硫化氢(一种由地球上腐烂的有机物和火山释放出的有毒易燃气体),闻起来像臭鸡蛋。这颗臭鸡蛋般的行星温度过高,不适合生命生存,但科学家能够在其大气层中检测到如此独特的分子这一事实本身就是一个好兆头,表明詹姆斯·韦伯太空望远镜可能很快就能在宇宙的其他地方检测到生命的迹象。

9、 可能不存在的「火神行星」

这是科幻小说反映现实的一个引人注目的例子,科学家报告发现了一颗类似于【星际迷航】系列电影中斯波克博士的家乡瓦肯星的行星。这颗行星是在 2018 年围绕真实恒星 40 Eridani A 发现的,这颗恒星正是这部著名科幻系列电影中斯波克的家乡星球所在。然而, 最近对这颗恒星的后续观测 使这颗行星的存在受到质疑,恒星光信号的细微摆动可能不是由附近行星对它的拖拽造成的,而是由恒星表面的定期喷发造成的。这颗名为 HD 26965 b 的瓦肯行星的存在现在似乎受到质疑

10、 围绕一颗红色小恒星运行的类地行星

地球可能在附近的恒星系统中有一个失散已久的孪生行星。这颗行星名为 格利泽 12 b ,围绕着一颗炽热的红色恒星运行,该恒星距离地球约 40 光年。值得注意的是,这颗系外行星的宽度似乎是地球的 1.1 倍,因此其特性与地球相似。虽然 格利泽 12 b 绕其母星运行的距离比地球绕太阳运行的距离要近得多(绕母星一圈约为地球的13 天),但母星也小得多,因此这颗行星处于宜居带,液态水可以在行星表面形成。这意味着我们的遥远孪生行星甚至可能有自己的生命。

11、 拥有永恒黑夜的地球大小行星

并非所有地球大小的行星都足够幸运,适合居住。以 SPECULOOS-3 b 为例,这是一颗岩石状的类地行星 ,其围绕红矮星的轨道有点太近了,让人感到不舒服。这颗岩石行星每 17 小时绕行一圈,受到的辐射如此之多,以至于它的大气层很可能早就被炸飞了,让这颗不幸的行星完全荒芜。然而,炙热的温度并不是全球现象,这颗行星被潮汐锁定,这意味着它的一面总是面对着它的恒星,永远是白天,而另一面则永远是黑夜。

12、 「从内部融化」的红色火山世界

天文学家在一个遥远的恒星系统中发现了一颗行星,这颗行星似乎正在喷发,火山如此之多,透过望远镜看,这颗行星简直是红光四射。这颗 冒烟的系外行星名为 TOI-6713.01 ,距离地球约 66 光年,绕恒星运行一周,每 2.2 个地球日完成一圈。观测表明,这颗行星被数百座活火山喷出的熔岩覆盖。这颗行星还受到恒星和邻近行星引力的巨大内部摩擦,这可能导致这颗行星从内部融化。

13、 拥有子弹般风力的气态巨行星

科学家绘制了距离地球 280 光年的巨大系外行星的天气图,预测结果不容乐观。 这颗名为 WASP-43b 的行星 被潮汐锁定,一面巨大的行星始终指向其恒星,另一面则永远笼罩在黑暗之中。两侧巨大的温差导致猛烈的风力,科学家估计风速最高可达 9000 公里/小时,比子弹的速度快几倍。

14、 有着绚丽彩虹的地狱世界

系外行星 WASP-76 b 距离地球约 637 光年,并不是你想要度假的地方。这颗行星的轨道距离其主恒星比水星绕太阳轨道的距离近 20 倍,其白天一侧的温度估计可达 2400 摄氏度,堪称真正的地狱世界。不过,它有一个吸引人的地方:在行星表面白天和夜晚交汇处观察到一个奇怪的亮点,这可能是「光辉」——一种罕见的视觉现象,有时在地球上也能看到,由同心彩虹环组成一个巨大的圆圈。

15、 围绕死亡恒星运转的巨行星

有一天,太阳会消亡,但太阳系中的一些行星可能会继续存在。科学家在遥远的恒星系统中发现两颗巨大的行星围绕「死亡」白矮星运行后做出了这一推断。这两颗行星被命名为 WD 1202-232 和 WD 2105-82 ,估计质量是木星的 1 到 7 倍,并且都围绕着小型死亡恒星运行,距离至少是地球和太阳之间距离的 11.5 倍。如果得到证实,它们的发现暗示着我们太阳系的类似行星木星和土星有一天可能会在太阳不可避免的死亡中幸存下来。(遗憾的是,地球很可能在我们恒星的最后一次膨胀中 被吞噬。)

16、 猎户座的「流浪」行星

大多数已知行星都围绕恒星运行,但可能还有无数其他行星不围绕恒星运行。科学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了 数百颗自由漂浮的「流浪行星」,它们 在猎户座星云中飞驰而过,不受任何恒星的束缚。奇怪的是,这些流浪行星中大约有 80 颗被困在双星轨道上,成对在太空中翻滚。科学家们不确定这些行星是如何从它们的母恒星系统中被弹出的,也不确定它们为什么被困在双星轨道上。鉴于这些行星的质量与木星大致相当,科学家们将它们称为木星质量双星物体,简称 JuMBO

17、 我们实际上可以看到的遥远行星

科学家们通过观察遥远恒星发出的光的变化,间接探测到了大多数系外行星。但在 2004 年,研究人员首次 通过视觉直接确认了外星世界的存在 。这颗系外行星名为 2M1207b ,位于半人马座,距离我们约 170 光年,是一颗气态巨行星,质量约为木星的五倍。研究小组通过三种不同的红外波段观察发现了这颗遥远的世界,这有助于揭示行星的热量,同时阻挡其母星的光线。自这一突破性发现以来,大约有 200 颗系外行星通过直接成像被发现,而其他 5,000 多颗行星则通过其他方式被发现。

18、 拥有石英云的行星

你能想象日落透过水晶般的天空吗?这在系外行星 WASP-17b 上可能是现实,这是一颗类似木星的气态巨行星,温度极高,以至于它的云层由石英晶体构成,詹姆斯韦伯太空望远镜的观测表明,这颗行星的轨道非常靠近其母恒星,因此其大气层温度高达 1500 摄氏度。研究人员认为,这种热量在行星大气层中形成了微小的沙粒大小的二氧化硅颗粒,这些颗粒可能会聚结成纯石英云。

19、 即将诞生的婴儿木星

寻找系外行星的科学家不仅关注现有的世界,还关注 即将诞生的世界 。在研究距离地球约 5000 光年的恒星 V960 Mon 周围的区域时,科学家发现了一个团块状气体场,其中两股物质似乎被汇聚成明显的行星状团块。研究人员利用欧洲南方天文台的甚大望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列取得了这一发现,据他们称,这是科学家首次对即将诞生第一颗巨行星的年轻恒星系统进行成像。

20、 兄弟姐妹行星步调一致

在距离地球 370 光年的遥远恒星 PDS 70 周围,存在 一对极为罕见的姊妹行星 。一颗大小与木星相当的成熟行星似乎正围绕其主恒星旋转;在它后面,在同一轨道上,是一团巨大的气体和尘埃云,研究人员怀疑这可能是该行星部分形成的姊妹行星。尽管其中只有一个物体似乎是一颗成熟的行星,但这对行星是罕见的「特洛伊行星」的第一个证据——两颗行星几乎同时形成,围绕其主恒星的大致相同位置,在完全相同的轨道上运行。

21、 这颗行星正在将其恒星变成「螺旋星系」

距离地球约 5 亿光年的地方,有一个看上去似曾相识的恒星系统。它 被两条布满尘埃的螺旋臂包裹 ,与我们的银河系很相似——尽管规模要小得多。这颗恒星为什么会呈现出银河系般的外观,原因何在?天文学家怀疑这是因为一颗隐藏的木星大小的行星 MWC 758 c ,它利用巨大的引力将恒星的尘埃鞘塑造成壮观的螺旋臂。这颗行星尚未得到完全证实,但模拟显示,它很可能是其母星外观奇特的原因。

22、 不该存在的镜像世界

大多数行星都会反射至少一部分恒星的光线。但 系外行星 LTT9779 b 反射了其恒星 80% 的入射光线,这是迄今为止发现的所有行星中反射率最高的。这颗行星令人印象深刻的反照率的关键在于它周围的一层金属云。科学家怀疑这颗海王星大小的行星的天空主要充满了硅酸盐或玻璃,以及钛酸盐(一种含钛的盐),这让行星的大气层变成了一面名副其实的镜子。这颗行星的存在给科学家们带来了一个谜团:这颗行星的轨道如此接近其恒星,以至于它的大气层现在应该已经被吹散了。它幸存的关键可能是行星天空中的金属,这些金属可能太重了,太阳风无法将其吹散。

23、 在其恒星死亡后幸存下来的「僵尸」行星

系外行星 8 小熊座 b 又名 Halla ,是一颗距地球 520 光年的炽热类木星。观测表明,这颗巨大的行星应该被其母星完全焚毁,母星已经进入红巨星阶段,似乎早已向外膨胀进入其系统,烧焦其路径上的一切,然后收缩回目前的大小。 Halla 的轨道相对较近,这表明它要么是在恒星再次收缩后诞生的,要么今天可见的恒星是两颗合并的双星之一,阻止了其中任何一颗在其毁灭路径上扩张。

24、 充满蒸汽氛围的水世界

系外行星 GJ 1214b 距离地球仅 40 光年,但它被厚厚的云层覆盖,直到最近科学家才开始对其进行研究。科学家利用詹姆斯韦伯太空望远镜的红外视觉透过云层对这颗行星进行分析,发现它似乎有一层由蒸汽构成的大气层,这表明下面的世界可能含有大量的水。

25、 没有大气层的类地行星

在遥远的恒星 TRAPPIST-1 周围,七颗岩石行星绕着恒星的宜居带旋转。这些行星中是否有一颗具备适宜生命生存的条件,这是天文学家们热切研究的问题。但其中一颗行星 TRAPPIST-1b 可能已正式退出竞争。詹姆斯·韦伯太空望远镜对这颗岩石类地行星的观测显示,这颗行星的温度与烤箱差不多——高达232 摄氏度,而且几乎肯定没有大气层。这颗炙热行星的一些邻居可能更适合生命出现,但还需要更多的研究才能确定。

26、 外星沙尘暴星球

科学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到,距离地球约 40 光年的系外行星 VHS 1256 b 上正发生一场巨大的沙尘暴。这颗「超级木星」距离恒星非常遥远,需要大约 10000 年才能完成一次公转。如此大的距离意味着科学家可以相对清楚地看到这颗行星的大气层,而不会受到太多星光的干扰。最近的观测显示,由硅酸盐颗粒组成的极热云层在行星大气层中旋转。据研究人员称,这可能是一场巨大沙尘暴的证据。

27、 比恒星更热的行星

KELT-9b 是一颗温度极高的类木行星,距离地球 670 光年。据估计,它的表面温度为 4300摄氏度,在被发现时就被认为是迄今为止发现的最热的系外行星,甚至比一些恒星还要热。这种强烈的热量对行星的大气层产生了严重影响:在 KELT-9b 的向阳面,附近恒星的热量如此强烈地照射到 KELT-9b 大气中的氢分子,以至于它被撕成碎片并吹散到整个星球上。由于该行星一半的大气层不断融化,这个世界是你绝对想避开的外星目的地之一。

28、 有毒的橄榄球星球

系外行星 WASP-121b 距离地球约 900 光年,温度极高,重金属不断在其大气层中沸腾并排放到太空中。科学家发现铁和镁分子位于行星表面上方很高的地方,它们可以摆脱重力的拉力并飘走。极端高温源于行星与其主恒星的超近距离。事实上,行星距离主恒星如此之近,以至于恒星引力产生的潮汐力将其拉伸成橄榄球形状,这与最常见的球形世界不同。

29、 超小型世界正以惊人的速度发展

L 98-59b 距离地球 35 光年, 是迄今为止发现的最小系外行星之一,质量仅为地球的 0.4 倍。这颗微小的行星还以极快的速度绕其母星运行,仅需两天零六个小时即可完成一次公转。正因为如此,这颗行星从母星接收的能量大约是地球从太阳接收能量的 22 倍,这几乎肯定会使这颗微小、快速移动的行星无法居住。

30、 地球的「表兄」

系外行星 开普勒-452 b 看起来与我们的地球如此相似,以至于 NASA 将其称为「地球的老表亲」。这颗岩石系外行星围绕一颗类日恒星运行,其轨道距离几乎与地球绕太阳运行的距离相同,一年大约持续 384 天。这使该行星牢牢处于宜居带,液态水可以在其表面形成。遗憾的是,我们的表亲将在很长一段时间内与我们保持疏远:该行星距离地球近 1800 光年,航天器至少需要 3000 万年才能到达。

31、 距离奇异的姊妹行星

外行星 开普勒-36b 是一颗岩石行星,其大小约为地球的 1.5 倍,其轨道与邻近行星——类似海王星的系外行星开普勒-36c 异常接近。这两个外星世界平均每 97 天会极其接近彼此一次;在这些宇宙家庭团聚期间,这两颗行星之间的距离不到 5 个地球-月球距离。这些超近距离接触对姊妹行星施加了巨大的潮汐力,可能促使岩石行星开普勒-36b 上出现活跃的火山活动。

32、 幼星周围的不幸行星

距离地球约 32 光年的系外行星 AU Microscopii b 很不幸,它形成于距离其主星仅 960万公里的地方,主星是一颗极其年轻、炎热、易变的红矮星。据估计,这颗恒星只有 2300 万年历史,从宇宙的角度来看,它还只是个蹒跚学步的婴儿。(相比之下,太阳有 46 亿年历史)这颗年轻恒星经常会爆发出比太阳最严重的耀斑强度高数千倍的辐射,而可怜的 AU Microscopii b 经常处于辐射火力线中。天文学家已经注意到在这颗遥远世界附近有巨大的行星物质团块围绕运行,这表明这颗易变的恒星正在一点一点地炸掉这颗行星的大气层。