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历史上的今天 31 十月 此日发生的事件。

太陽系外行星 天文学家宣布,发现近乎黑暗的系外行星TrES-2,对太阳光的反照率低于1%。

太陽系外行星或系外行星是位於太陽系之外,圍繞太陽以外的恆星公轉的行星。截至2024年4月1日,有4,161個已知的系外行星系統,合共有5,653顆已確認的系外行星,其中896個系統擁有不止一顆行星。
系外行星的第一個可能證據是在1917年被發現的,但當時沒有得到認可。1992年才首次確認了系外行星的發現。另一顆在1988年首次發現的系外行星,於2003年得到證實。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)有望發現更多的系外行星,並更深入地了解它們的特徵,例如它們的組成、環境條件和生命潛力。
探測系外行星的方法由許多種。凌日法和都卜勒光譜發現的最多,但這些方法存在明顯的觀測偏差,有利於探測恆星附近的行星;因此,探測到的系外行星85%都位於潮汐鎖定區域內。在一些情況下,在恆星周圍被觀測到多顆行星。大約五分之一是類太陽恆星,有一顆「地球大小」的行星是適居帶中的行星。假設銀河系中有2,000億顆恆星,可以假設銀河系中有110億顆潛在的地球大小的適居行星,如果包括圍繞眾多紅矮星運行的行星,則增加到400億顆。
已知的質量最小的系外行星是Draugr(也稱為PSR B1257+12 A或PSR B1257+12 b),質量大約是月球質量的兩倍。NASA外行星檔案館上列出的質量最大系外行星是HR 2562 b,質量大約是木星質量的30倍。然而,根據行星的一些定義(基於氘的核融合),它太大了,不可能成為一顆行星,而可能是一顆棕矮星。系外行星的已知軌道時間從不到一小時(對於那些最接近恆星的行星)到數千年不等。一些系外行星離恆星很遠,很難判斷它們是否與恆星有引力束縛。
到目前為止,幾乎所有探測到的行星都在銀河系內。然而,有證據表明銀河系外行星,即位於其它星系的系外行星,可能存在。最近的系外行星距離地球4.2 光年(1.3 秒差距),並圍繞離太陽最近的恆星比鄰星運行。
系外行星的發現增強了人們對尋找外星生命的興趣。人們特別感興趣的行星是在恆星的適居帶(或有時稱為「古迪洛克帶」)中運行的,在那裡液態水有可能存在於表面,這是我們所知道的生命的先決條件。 然而,對行星適居性的研究也考慮了一系列其他因素,以確定行星是否適合容納生命。
星際行星是指不圍繞任何恆星運行的行星。這類天體被認為是一類獨立的行星,尤其是如果它們是氣態巨行星,通常被視為次棕矮星。銀河系中的星際行星可能有幾十億甚至更多。

定義

IAU

國際天文學聯合會(IAU)使用的官方「行星」一詞的定義僅涵蓋太陽系,因此不適用於系外行星。國際天文學聯合會的太陽系外行星工作組於2001年發表了一份立場聲明,其中載有「行星」的工作定義,並於2003年進行了修改。「系外行星」由以下標準定義:

圍繞恆星或恆星殘餘物運行的真實質量低於氘熱核融合極限質量的物體(現時計算為太陽金屬量物體的13木星質量)是「行星」(無論它們是如何形成的)。太陽系外物體被視為行星所需的最小質量/大小,應與太陽系中使用的質量/大小相同。
真實質量高於氘熱核融合極限質量下限的天體,無論它們是如何形成的或位於何處,是「棕矮星」。
年輕星團中質量低於氘熱核融合極限質量的自由漂浮物體不是「行星」,而是「次棕矮星」(或任何最合適的名稱)。

國際天文學聯合會F2委員會:系外行星和太陽系,於2018年8月對該工作定義進行了修訂。「系外行星」的官方工作定義如下:

真實質量低於氘熱核融合極限質量的天體(目前計算為太陽金屬量天體的13木星質量),圍繞恆星、棕矮星或恆星殘骸運行,並且其質量比低於L4/L5 不穩定性 (M/Mcentral < 2/(25+√621))是「行星」(無論它們是如何形成的)。
太陽系外物體被視為行星所需的最小質量/大小應與我們太陽系中使用的質量/大小相同。

IAU指出,這一定義有望隨著知識的進步而演變。

選擇

國際天文學聯合會的工作定義並不總是使用。另一種建議是,應該根據行星的形成將其與棕矮星區分開來。人們普遍認為,巨行星是通過核心吸積形成的,這有時可能會產生質量超過氘融合閾值的行星;這類大質量行星可能已經被觀測到了。棕矮星像恆星一樣是由氣體雲直接由引力坍縮形成的,這種形成機制也會產生低於13 MJup限制,可以低至1 MJup。在這個質量範圍內的天體,以數百或數千天文單位的寬闊間距繞恆星運行,並且具有大的恆星/天體質量比,很可能形成棕矮星;與吸積形成的行星相比,它們的大氣層可能比吸積形成的行星更類似於宿主恆星的成分,吸積形成的行星會含有更豐富的較重元素。截至2014年4月,大多數直接成像的系外行星都是大質量的,軌道很寬,因此可能代表了棕矮星形成的低質量端。
一項研究表明,上面的物體10 MJup通過引力不穩定性形成的,不應該被認為是行星。
此外,木星13倍的質量截斷並沒有確切的物理意義。氘融合可以發生在一些質量低於臨界值的物體上。氘的融合量在一定程度上取決於物體的成分。截至2011年,太陽系外行星百科全書包括質量高達25倍木星質量的天體,並說:「在觀測到的質譜中,13 MJup周圍沒有特殊特徵,這一事實强化了忘記這一質量極限的選擇。」。
截至2016年,基於對質量-密度關係的研究,這一極限增加到木星質量的60倍。系外行星數據瀏覽器包括質量高達24木星質量的天體,並提供諮詢:「國際天文學聯合會(IAU)工作組的13木星質量區分對於具有岩石核心的行星來說在物理上是沒有動機的,並且由於sin i ambiguity,在觀測上是有問題的。」。NASA外行星檔案館包括質量(或最小質量)等於或小於30木星質量的物體。區分行星和棕矮星的另一個標準,不是氘的融合、形成過程或位置,而是核心壓力是否由庫侖壓力或電子簡並壓力主導,分界線約為5木星質量左右。

太陽系外行星
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