欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

行星的五种类型,地球属于哪一类?

2023-07-03 20:32 作者:你好太空2022  | 我要投稿

到目前为止,科学家们将已发现的系外行星分为以下几类:气态巨行星,冰巨星,超级地球和类地行星

太阳系之外的行星被称为“系外行星”,它们的大小各不相同,有比木星大的气态巨行星,也有和地球或火星一样大的小型岩石行星。它们的温度可以使金属熔化,也可以被冻结。它们可以紧紧围绕恒星运行,以至于“一年”只有几天;它们也可以同时绕两个太阳运行。同时,有些系外行星不受任何恒星约束,在银河系内自由游荡,科学家常称之为“流氓行星”。

图:哈勃望远镜发现GJ 436b行星拖着一条长长的尾巴,进一步观测认为行星表面的氢物质被大量蒸发 来源:NASA

一个由恒星和行星组成的星系

银河系,是满天的星辰划过漆黑夜空的星河。它螺旋状的广阔空间包含了太阳在内的至少1000亿颗恒星。如果这些恒星都和太阳系一样,有一个完整的行星系统,那么银河系中行星的数量将达到万亿颗以上。

图:紫金山天文台青海观测站夜空中的银河系 来源:中科院

自古以来,人类一直对地球以外的行星充满了想象,并编纂出了一系列的神话故事,而我们是第一代确定的知道系外行星确实存在的人。到目前为止,人类已发现的离我们最近的恒星——比邻星(距离太阳系仅4.22光年),拥有3颗行星,或许存在生命。但已发现的大部分系外行星都在数百或数千光年之外。

图:比邻星 d、比邻星 b 和比邻星 c 围绕比邻星的轨道 来源:维基百科

坏消息是到目前为止,我们还没有办法抵达它们,在它们身上留下足迹。好消息是我们可以继续观察它们,测量它们的温度,研究它们的大气组成。也许不久的将来,我们就能发现隐藏在从这些昏暗、遥远的世界捕捉到的像素光中的生命迹象。

系外行星的发现和神秘

自上世纪90年代初,人类发现了第一颗被证实的系外行星——飞马座51b,它是一颗围绕50光年外的类太阳恒星运行的“热木星”。1995年以后,科学家又在太阳系周边区域发现了大量的系外行星。

图:飞马座51b及其母星的艺术想象图 来源:维基百科

行星的大小和质量在决定行星类型方面起着至关重要的作用,而在大小和质量分类中也有着不同的类型。科学家们注意到行星的大小之间存在某种神秘的差距。然而,从开普勒太空望远镜的观测结果来看,银河系内直径为地球1.5到2倍之间的“超级地球”非常罕见。这一范围内“超级地球”如此稀少的现象被称为“半径谷”或“富尔顿缺口”(以指出该现象的论文的第一作者本杰明·富尔顿命名)。

图:行星“半径谷”及其形成模型示意 来源:Fulton et al. 2017

这可能代表了行星形成过程中的一个临界尺寸:达到这个尺寸的行星会迅速吸收浓厚的氢气和氦气大气层,最终形成气态行星;而小于这个尺寸的行星则不够大,无法容纳这样的大气层,主要是岩石类地行星。另一方面,较小的行星往往靠近主恒星运行,最初,它们可以像遥远的大型行星一样体积很大,但是在恒星的灼热气息和紫外线辐射冲击下,它们失去了大气层,因此失去了大量的质量。

图:不同类型行星的内部结构 来源:ESA

系外行星的类型

每颗行星的内部和外部都因其组成而各不相同。

气态巨行星是土星或木星大小的行星,木星是太阳系中最大的行星,或许比它更大。在这些广泛的类别中隐藏着更多的多样性。例如,热木星是最早发现的行星类型之一,它们的轨道距离恒星非常近,以至于它们的温度飙升到数千度(华氏度或摄氏度)。

图:发现一颗注定要毁灭的热木星 NGST-10b 来源:NASA

冰巨星是海王星或天王星大小的行星。它们的内部成分可能是混合的,都有以氢和氦为主的外层大气和岩石内核。人类还发现了迷你海王星,比海王星小,比地球大的行星。但在我们的太阳系中这种大小或类型的行星是被探索最少的一类行星。

图:哈勃太空望远镜拍摄的这些图像显示了天王星的不同面貌 来源:NASA

超级地球也称超级类地行星,它们比地球大、但比海王星轻,可能存在大气层。

图:超级地球系外行星55 Cancri e,可能有一个比地球更厚的大气层,但成分可能与地球大气层相似 来源:NASA

类地行星是和地球一样大小或更小的行星,主要由硅酸盐石,水和碳组成。科学家对已发现的类地行星将进一步的探测,确定其中是否具有大气层,海洋或其他可居住的迹象。

图:最大一批地球大小的宜居带行星在TRAPPIST-1轨道上被发现 来源:NASA


行星的五种类型,地球属于哪一类?的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律