宇宙密度最小的星球,體積是地球千餘倍,密度卻僅有地球1/43 ,被稱之為棉花糖星球

脑洞大大大
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宇宙不僅有黑暗無邊冷酷的一面 也有粉粉嫩嫩可愛的一面
最近科學家發現一顆密度與棉花糖相似的氣態行星
行星大致可以分為兩種 即像地球這樣的炎炙行星和像木星那樣的氣態行星
在太陽系八大行星中這兩種行星各佔了四個
水星、金星、地球和火星式炎炙行星、木星、土星
天王星和海王星屬於氣態行星 其中木星和土星又屬於氣態巨行星
天王星和海王星屬於氣態冰巨星
在太陽系中 木星是體積最大的行星 為地球體積的1316倍
同時它也是質量最大的行星 是地球質量的318倍
所以木星個頭雖然大 密度卻不大 還不到地球的四分之一
計算便可以發現地球的密度5.508噸立方米 是木星的4.14倍
每立方米的質量大約為1.326噸
不過太陽系中密度最小的行星並非木星 而是土星 只有地球密度的1.8左右
平均每立方米的密度為0.687噸 還不如水的密度大
因此常有人說如果把土星放在一個足夠大的海洋中 土星會浮在上面
當然 這種說法在現實中是不成立的
但是科學家們在太陽系外觀測到了一顆 密度比土星還小得多的行星
這顆行星編號為WASP-107b 最早發現於2017年 位於仕女座方向
距離我們大約212光年
最近科學家們通過觀測記錄分析了它的相關數據
其質量大約相當於地球的30倍 但它的個頭就像木星一樣大
這樣算下來 它的密度還不到木星的十分之一
地球的密度是它的43.86倍 堪稱宇宙中已知密度最小的行星
這是我們目前已知密度最小的系外行星
而天體物理學家把這類行星叫做超級泡芙或者棉花糖行星
什麼是棉花糖行星?
棉花糖行星與別的行星最大的區別就是密度
它們的質量可以是地球質量的幾倍大
但星球上的氫大氣層禍害大氣層 卻可以膨脹得像木星一樣
要知道 木星質量大約是地球的318倍
WASP-107b是一顆正在形成中的氣態行星
科學家認為WASP-107b的內部結構和木星與海王星等並不相似
它的固態內核的質量肯定不超過地球質量的4倍
之外的相當於26倍
地球質量的物質都還以氣態
存在於這個行星的大氣層中
或者說這顆行星的大氣層佔到了行星總質量的85%以上
相比之下 木星的大氣層只相當於地球質量的3倍
而大氣層之下的木星的質量相當於地球的318倍
所以木星的大氣層佔比是很小的
海王星的大氣層佔比也只在5%到15%之間
所以這顆棉花糖行星真的是十分奇葩
WASP-107b是一顆炙熱的像木星一樣的天體
一顆氣體巨星 距離其恆星僅僅900萬公里
而我們太陽系內 距離太陽最近的水星
其和太陽距離卻有6000萬公里
可見WASP-107b是多麼近
其繞行的恆星WASP-107是一顆塵埃星
比太陽更小更冷
但即使如此也不應這樣進
除非想考幹這顆行星
WASP-107b的溫度估計在1000攝氏度左右
那麼這顆行星是怎樣形成的呢?
分析認為它可能產生於離恆星的周邊
後來由於與其他行星碰撞或者受到更大行星的引力吸引
才移動到了恆星的附近
而且天文學家還在它的周圍發現了行星WASP-107c
質量是它的三倍多
軌道偏星域較大
微橢圓形
所以認為WASP-107b這顆行星很可能受到它的影響
星體活動比較劇烈
所以密度較小
通常我們認為一顆巨大的氣體行星
會先形成一顆巖質核心
當它質量足夠大時
就會開始吸引它周圍的氣體
當它達到類似海王星質量時
這個過程會開始加速
形成所謂的急速吸積過程
氣體快速下落聚集
同時行星急速生長
這個過程會一直持續到行星周圍不再有氣體為止
WASP-107b在向恆星移動的這個過程中
應該是恰好處於這個階段
但它的實物供應被切斷了
使它的質量更接近於海王星而非木星
但是以上並沒有解釋WASP-107b為什麼會這樣輕
通常我們認為一顆巨大的氣體行星
會先形成一顆巖質核心
當它質量足夠大時
就會開始吸引它周圍的氣體
當它達到類似海王星質量時
這個過程會開始加速
形成所謂的急速吸積過程
氣體快速下落聚集
同時行星急速生長
這個過程會一直持續到行星周圍不再有氣體為止
WASP-107b在向恆星移動的這個過程中
應該是恰好處於這個階段
但它的實物供應被切斷了
使它的質量更接近於海王星而非木星
天文學家用了一系列的電腦模型
來研究這顆行星是如何形成的
通過改變不同的參數來看
如何才能最好的解釋其特徵
最終他們得到了一個古怪的結果
行星的核心應該要比地球質量小4.6倍
這對於一個接近海王星質量的行星來說實在太小了
意味著該行星的大氣質量和內核質量之比大約在85%
這是非常高的比例
作為對比
海王星的該比值在5%比15%之間
要做到這一點是非常困難的
對於這是如何發生的
科學家們已經有了一些思路
比如當它形成時沒有太多的塵埃
氣體吸積速度非常快
即使它僅具有一個小的核心
仍然可以飛快地生長
但無論如何
這都是一顆足夠古怪的行星
通過哈勃太空夢遠鏡
天文學家在開普勒51系統裡也發現了兩顆棉花糖行星
開普勒51B和51D
這個行星系統的主星是一顆類日行星
距離地球2615光年
位於天鵝座方向
天文學家發現兩顆行星的大小與木星相仿
質量比地球還低
而且密度都極低
因為距離太遠
目前的工具無法檢測到它們的顏色
我們只能自行想像
對於它們的大氣層是怎麼維持的
天文學家百思不得其解
從它們在主星前方掠過時所呈現出來的光譜特徵來看
它們的大氣中存在巖晶雲層或者光化學煙霧
主要的成分是氫和氦
除此之外
它們還被一層濃厚的假藍霧埋籠罩著
就像土味六一樣
在對比了開普勒51B和51D和其他行星的光譜數據後
研究人員發現
行星雲層和行星溫度存在一定的關聯性
行星的溫度越低
行星的雲層就越厚
人們還發現
開普勒51B和51D正在快速地失去質量
其中開普勒51B每秒丟失的質量高達幾百億噸
天文學家估計
在幾十億年後
它們會變成迷你海王星
據此可以推斷出
行星的蓬鬆程度似乎跟行星系統的年齡有關
我們的太陽系已經存在了五十億年
而開普勒51系統僅僅誕生了五億年
棉花糖星球最後會變成什麼呀?
第一種
隨著母星的加熱
它將損失掉越來越多的氣體
幾十億年後
變成迷你海王星
第二種
被強大的藥斑擊中
退去氣體外衣
成為光禿禿的岩石星球
這一新發現將成為微薄望遠鏡的新目標
畢竟它在觀測行星氣體光譜方面也很強大
能讓我們瞭解其組成等信息
反過來
這將告知天文學家這些行星是由什麼構成的
它們是如何形成的
對於超級地球
是否有生命存在
