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原作：Mark Thompson

翻譯：李思綺

美編：趙書(shū)晨

后臺(tái)：李子琦

原文鏈接：https://www.universetoday.com/articles/what-is-the-most-common-type-of-planet-in-the-galaxy

組裝完成的凌日系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）。這顆衛(wèi)星于2018年升空，旨在搜尋新的系外行

圖源：NASA

過(guò)去十年來(lái)，天文學(xué)家們?cè)詾閷?duì)這個(gè)問(wèn)題有了合理的解釋。在類似太陽(yáng)的恒星周圍，最常見(jiàn)的行星種類是亞海王星（一種類似縮小版的海王星的星球，外表裹著厚厚的一層氣體）和超級(jí)地球（質(zhì)量最高可達(dá)地球十倍的巖石行星）。各種巡天觀測(cè)都發(fā)現(xiàn)他們無(wú)處不在，于是人們慢慢默認(rèn)它們?cè)趶V大銀河系里必然一樣普遍。

麥克馬斯特大學(xué)（McMaster University）的一項(xiàng)最新研究卻粉碎了這一假設(shè)。此前的理論的問(wèn)題在于巡天觀測(cè)的恒星和行星并不能代表銀河系中所有的類別。比如說(shuō)，雖然我們很了解類似太陽(yáng)的恒星，但它們其實(shí)在銀河系里是一個(gè)少數(shù)群體。最常見(jiàn)的恒星反而是又小又暗溫度又低的中晚型M矮星（即紅矮星），大小也只有太陽(yáng)的8%到40%。多年來(lái)，它們因?yàn)檫^(guò)于昏暗無(wú)法被仔細(xì)研究，也就因此在我們知識(shí)版圖中留下了一個(gè)巨大的空洞。

恒星 SO25300.5+165258（一顆距離太陽(yáng)約7.8光年的M 型恒星，即紅矮星）的藝術(shù)想象圖。

圖源：NASA

NASA的凌日系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）改變了這一局面。TESS每28天掃描一片新的天區(qū)，經(jīng)過(guò)26個(gè)月就能完成一次全天巡天，給天文學(xué)家們提供了前所未有的觀測(cè)這些難以捉摸的恒星系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。博士生Erik Gillis和他的導(dǎo)師加拿大系外行星天文學(xué)研究主席Ryan Cloutier用這些新數(shù)據(jù)研究了環(huán)繞它們的行星到底有著何等面目。

他們發(fā)現(xiàn)，中晚型M矮星周圍的亞海王星基本上完全消失了，毫無(wú)蹤跡，而它們?cè)陬愄?yáng)恒星周圍比比皆是。這些恒星反倒是“量產(chǎn)”超級(jí)地球，但那些在類太陽(yáng)恒星周圍常見(jiàn)的亞海王星幾乎完全缺席。

目前主流的關(guān)于為什么超級(jí)地球和亞海王星是兩個(gè)完全不同的群體的解釋是光致蒸發(fā)（photoevaporation）：年輕的恒星發(fā)出的強(qiáng)烈輻射會(huì)剝離行星的大氣層，把一個(gè)亞海王星剝開(kāi)，只剩一個(gè)巖石的內(nèi)核。M矮星在能量上尤為狂暴，特別是在其青年時(shí)期，所以理論上來(lái)說(shuō)它們確實(shí)有能力去除一顆行星的大氣層。但是，亞海王星幾乎徹底的消失遠(yuǎn)超光致蒸發(fā)這一個(gè)理論的解釋范圍。麥克馬斯特大學(xué)的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，更有可能的解釋是這些恒星周圍的環(huán)境從一開(kāi)始就更適合形成含水的行星，而非氣態(tài)行星。

亞海王星系外行星 TOI-421 b 與 GJ 1214 b 和地球、海王星的大小對(duì)比圖。無(wú)論是半徑、質(zhì)量還是密度，TOI-421 b 與 GJ 1214 b 都介于地球和海王星之間。它們極低的密度表明它們一定有著厚實(shí)的大氣層。

圖源：NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI)

這些研究結(jié)果已被發(fā)表于《天文學(xué)雜志》（The Astronomical Journal），而且恰逢系外行星領(lǐng)域歷史上一個(gè)非凡的時(shí)刻。三十年前，人們才剛剛確定第一顆系外行星的存在，而如今，在宇宙的時(shí)間尺度上一眨眼的功夫，基礎(chǔ)性的重大發(fā)現(xiàn)便已接連涌現(xiàn)。像TESS這樣的項(xiàng)目讓研究人員可以一次性比較上千個(gè)行星系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)此前無(wú)人預(yù)料到的規(guī)律。正如Gillis所說(shuō)，如果我們想了解行星乃至生命的起源，我們需要一幅關(guān)于行星的構(gòu)成以及形成機(jī)制的完整圖景，而銀河系中最普遍存在的恒星才剛剛被納入這個(gè)版圖之中。

『天文濕刻』 牧夫出品

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彗星 PanSTARRS R3 與獵戶座星云的相合

圖源：NASA

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