目前為止,宇宙中發現的最大行星有多大?

一棵大菠菜呀


到目前為止,根據美國開普勒和TESS兩個觀測計劃的發現,在已經確認的太陽系外行星中,質量最大的行星是BD + 20 2457 b。

這顆行星位於恆星BD + 20 2457附近,距離我們約200光年遠,質量在太陽的2倍左右。在2017年,確認了在BD + 20 2457附近的一顆新行星,之前在2009年已經確認了一顆行星,質量為木星的21倍,而這次確認了一顆新的行星,質量約為木星的55.5倍,是地球質量的17600倍左右,軌道運行週期為379.6天。

這顆大的行星被命名為BD + 20 2457 b,小一些的被命名為BD + 20 2457 c。

就已發現並確認的太陽系外行星中,這是質量最大的一顆了,另外質量在木星質量的20~30倍的行星也有一些。

當然,未來我們可能還會發現質量更大的行星,因為按照理論計算,恆星的質量下限是太陽質量的0.08倍,也就是木星質量的80倍左右。這是理論上行星質量的上限了,因為超過這個質量的天體就會演化為恆星。

目前我們已經發現50多倍木星質量的行星了,已經接近了這個理論極限,未來我們是否會發現更大的行星,理論上仍然存在可能性。


寒蕭99


目前為止,宇宙中發現的最大行星有多大?

木星是太陽系中最大的行星,這個大塊頭在太陽系可沒少幹壞事,不過它後來金盆洗手改做好事了,被當成太陽系活雷鋒的典型,最近還二十幾年前還大大的出過一次風頭!

關於太陽系巨無霸木星的傳說

木星在太陽系裡的存在可以用一極來形容,它的直徑大約14萬千米是地球的十幾倍,質量則是其它所有行星質量的2.5倍,是地球的1321倍,更讓叫絕的是,它並不是完全繞太陽公轉的,而是和太陽一起繞著太陽半徑以外的的一個質心公轉!所以從另一個角度來看,木星是太陽的伴星其實也對。

木星是太陽系內最早形成的天體之一,笨鳥先飛麼,所以木星長成了一個大胖子,更準確的說木星是一顆有啤酒肚的行星,因為他自轉速度極高,10小時不到即自轉一週,使得它的赤道線速度高達13千米/秒,遠遠超出了地球的逃逸速度,當然木星逃逸速度高達59.5千米/秒,所以不用擔心木星把自己給甩飛了!只是赤道直徑比兩極直徑要長9000千米!

所以木星是有點扁的

木星超高的自轉速度帶來的科氏力導致木星上的風暴比比皆是,自伽利略探測器到朱諾號探測器,每一張照片中都留下了木星表面複雜的氣流形成各種猶如濃墨重彩的油畫,那個著名的大紅斑就是一個能裝下好幾個地球的超級風暴,它已經颳了幾百年了,儘管最近有些縮小,但NASA科學家認為,木星仍然為它提供了能量來源,它在未來很長的時間內都不會消失。

木星的黑暗歷史

據說木星早期並不在現在的軌道上,太陽系成型後因為軌道共振的關係,重新調整到了現在的軌道上,這一動帶來了太陽系內最大的暴雨,只是這是彗星的暴雨,月球上和地球上都遭受了彗星大轟炸,幸虧是地球早期,尚未誕生生命,要不然地球生命能被它消滅十次!不過聽說地球上的水可能是這次大規模的彗星撞擊帶來的。

木星最近的光榮事蹟

1994年的彗木相撞事件是有史以來第一次親眼目睹行星被彗星撞擊的奇觀,只是比較可惜撞擊面揹著地球,不過通過望遠鏡觀測發現,撞擊的閃光甚至照亮了木星的衛星,這個實在有些誇張,而且當撞擊位置幾個小時後轉到正面時,天文學家直接就驚呆了,撞擊在木星表面留下了比地球還大的痕跡!

如果這顆彗星撞上地球的話,下一個文明就只能在地質史上考古才能發現了!所以木星功勞可不小,它為地球躺了不少槍,簡直就是太陽系裡的活雷鋒!

宇宙中最大的行星可能有多大

準確的說即使沒有證據我們也能計算出最大的行星有多大,因為行星的質量是有上限的,為什麼會這樣呢?這有兩個原因,但造成的因素只有一個:引力!

首先隨著行星質量的增加,它不僅會留住更多的岩石與塵埃,還能留住各種氣體元素,比如宇宙中最豐富的元素氫,它在地球上根本就呆不住,但在木星上大部分都是氫!所以引力幾乎是萬能的,它讓岩石質行星發展成類氣態行星。

再有就是引力坍縮能會導致中心溫度急劇增加,如果氫原子之間的碰撞突破了原子核之間的庫倫障壁,那麼內部的核聚變就會開始,這顆“行星”就升級成了恆星,當然這個質量太大,需要木星的80倍左右!但各位不要著急,我們在ITER核聚變堆中用的就是氘氚聚變燃料,而在自然界中氚極痕量,但氘的比例達到了0.02%,儘管不多,但在一顆行星中,這個數量仍然是龐大的!

氘的聚變比氕(氫絕大部分都是同位素氕)聚變要求低太多了,只需要13個木星質量即可,不過這個質量的氣態天體氘比例太少,所以據天文學家估計,這些氘元素大概只能燒五千萬至一億年!所以有可能等我們發現的時候,這顆“恆星”已經“不發光”了,其實即使在“發光”,也沒法在可見光波段發現它們,因為輻射太低,大部分都在紅外波段,整個天體並沒能完全形成等離子體,所以稱它們為褐矮星!

沒法將褐矮星歸納為行星,所以恆星的廣義定義是在褐矮星開始的,往上則是紅矮星,然後黃矮星,再是藍矮星,藍巨星,超巨星(中間還有些分類,不一一列舉了)!比鄰星是一顆紅矮星,太陽是一顆黃矮星,天狼星則是藍矮星......

最大的行星

2016年,位於新墨西哥州的甚大天線陣(Very Large Array)發現一顆編號為SIMP J01365663+0933473的天體,它的質量為木星的12倍,尚未達到褐矮星的標準,所以這是一顆質量為行星上限的行星!

SIMP J01365663+0933473

另外不知道何為是否注意到,這個甚大天線陣是一個射電望遠鏡,因為它發出的電磁波段比在光輻射波段要強得多,是木星的200倍,而它表面溫度只有825度,因此是射電望遠鏡首先發現了它!

據分析它已經存在了約2億年,當前是一顆流浪行星,在距離太陽系20光年地方遊蕩路過。加州理工學院(Caltech)的格雷格•哈里南(Gregg Hallinan)稱,第一次發現行星能產生如此強的磁場,“對我們理解產生棕矮星和系外行星磁場的發電機機制提出了巨大挑戰,當然也從射電波段來發現新的天體開闢了一條新道路。

宇宙最大的恆星我們很難確定,但最大的行星可以很肯定的說,只有木星的12倍,所以將SIMP J01365663+0933473確認為宇宙中最大的行星,似乎並無不妥!


星辰大海路上的種花家


目前為止,宇宙中發現的最大行星有多大?

宇宙中充滿著各種各樣的星體,我們根據它們的形成演化、運行規律,將其歸為恆星、中子星、黑洞、行星、衛星、彗星、小行星等主要類別,除了週期性運動的差異之外,決定著不同星體最終演化歸宿的就是星體的質量。這是恆星向著中子星、黑洞方向演化的直接原因,而決定著行星和恆星在誕生之初分化的決定性因素也是質量。那麼,我們目前發現的最大行星可以達到多少呢?

星體的形成

一個星體的構成,離不開物質的堆積,而這些物質肯定來源於星際空間。138億年前的宇宙大爆炸向外釋放的巨量物質,成為現在宇宙中眾多星體形成的物質來源,而在此後的歷史進程中,那些原本隨著大爆炸釋放出來的質子、中子和電子等微觀粒子,慢慢結合成最原始、也最容易形成的氫原子,形成原始氣體物質,而後在漫長的時間醞釀之下,這些氣體在引力作用下開始聚集,形成密度相對“濃密”的原始星雲。

此後,這些原始星雲又在引力持續作用下,開始上演了對物質的爭奪戰,密度越大、質量越大的星雲就會有更強的能力吸引更多的氣體加入,形成良性循環,最後在這些濃密星雲空間中,形成了溫度較高、質量很大的很多核心區,周圍星際物質開始圍繞著這些核心區進行旋轉,從而奠定了以後不同星體誕生的“胚胎”。

此後,這些星體“胚胎”在引力擾動的持續影響下,一方面在持續吸引著周圍星際物質,另一方面不斷進行著相互之間的碰撞和融合,從而形成更加強勢的核心區,為後來星體的形成以及演化的程度奠定了堅實的基礎。


恆星和行星形成過程中的不同命運

從一個恆星系的形成演化過程可以看出,系內的恆星和行星基本上都是在同一歷史階段形成的,其組成物質基礎都是這個區域內原有的星際物質,在內核分別形成之後,其不同的演化進程,取決於兩個方面的因素:

  • 一是核心區的質量。核心區越大、質量越高,則對外界物質的引力值就越大,從而可以吸聚更多的星際物質加入其中,進一步壯大核心區勢力範圍。

  • 二是周圍星際物質的總量。核心區周圍星際物質密度越大,分佈越廣,則能夠被吸入核心區的物質總量上限就會越高,星體發展的潛力就越大。

因此,在一個恆星系的形成初期,這些通過吸聚星際物質形成的眾多核心區,就會拼命地展開物質吸收的競賽,那些周圍物質密度大、物質總量多的核心區就會形成先天優勢,與其它核心區相比,雖然同時起步,但是“發力”環境極佳,從而脫穎而出,形成具有一定統治力的更大核心,就有一定可能將更多的星際氣體甚至其它弱勢核心也吸入自己的陣營中,從而質量增長速度非常迅速。當星際物質在持續地吸收和碰撞過程中,會引發核心區溫度的不斷上升,一旦達到氫元素核聚變的溫度下限即800萬攝氏度左右時,就會激發內部核聚變反應,恆星至此登上宇宙的這個大舞臺。

而那些在與恆星內核競爭中失利的核心,一方面在恆星內核強大的引力作用下,大部分星際物質都被恆星內核所吸聚,自身由於吸收星際物質的能力和潛力大幅下降,不足以引發內核的核聚變。另一方面,只能依靠恆星在核聚變時通過向外輻射產生太陽風的作用下,吸收那些沒有被恆星吸入而被推離的星際氣體以及那些更小的核心區物質,從而在一定限度以內緩慢地壯大自己的力量,最終形成行星。

褐矮星和氣態行星都是失敗的“恆星”

在恆星和行星分化的過程中,有一類星體的地位非常尷尬,那就是褐矮星。它是一類吸聚物質的質量沒有達到一定程度,使得內核的溫度達不到氫元素的核聚變臨界值,引發不了持續的核聚變的特殊星體。褐矮星由於內核不會發生核聚變,因此其內核溫度僅靠初期物質吸聚過程中,眾多氣體和塵埃物質的相互碰撞和引力坍縮所引發和維持,是呈逐漸下降趨勢的,不過,由於內核不會因核聚變而發生物質消耗,因此理論是它的降溫過程相當漫長,可以長達幾千億前,由於宇宙的誕生時間僅有138億年,所以到目前為止我們還沒有觀測到一顆完全冷卻的褐矮星。科學家們根據褐矮星的這種特殊的性質,將它們單獨歸為一類,即不是恆星,也不是行星。

另外,已經被降為行星等級的星體,其命運也是不盡相同。由於恆星太陽風的強大吹拂能力,使得靠近恆星的眾多星際氣體、微小核心區以及星際塵埃都被吹離距離恆星很遠的區域,只在附近留下質量更大、物質密度很高的巖質物質,所以在距離恆星較近的軌道上只能形成巖質行星,其體積和質量都不會太大。而那些在距離恆星較遠處的軌道內,就會比這些巖質星有進一步擴大自己力量的潛力和物質來源,從而能夠以核心區為中心,吸聚更多的氣體物質加入進來,形成體積和質量都相對較大的氣態行星。

就比如太陽系內的木星,其正好處在巖質行星和氣態行星形成的交界地帶,一方面具有比近日軌道內的行星更多的氣體物質來源,另一方面也比距離太陽更遠軌道的那些星體有“近水樓臺”的優勢,從而形成系內最大的氣態行星,其質量要比太陽系內其它行星的總質量還要大1.5倍。

理論上質量最大的行星

通過剛才的分析,行星質量在初期要想有非常大的增長空間的話,必須要滿足三個條件:

  • 與恆星的距離不能太近,否則吸聚的物質容易被太陽風吹走,因此必須是氣態行星;

  • 位置最好處在巖質行星的最外圍,能夠有條件吸收更多的星際物質;

  • 所吸聚的星際物質也不能太多,不足以觸發內核的氫元素核聚變反應;

  • 由於褐矮星即不是恆星,也不是行星,因此最大行星的質量上限就是褐矮星的質量下限。

所以,在滿足上述條件時,我們就可以通過應用天文望遠鏡,在目標星系中進行有目的的探索,即在距離一個恆星系較遠軌道上的氣態行星。而根據科學家們的測算,當一個星體的質量,達到木星質量的12倍時,就會形成褐矮星,因此理論上氣態行星的質量上限就是木星質量的12倍。

科學家們通過不斷地觀測和探索,終於通過甚大天線陣觀測到了一顆編號為SIMP J01365663+0933473的天體,並通過計算,得出其質量正好是木星的12倍,因此,這顆行星將是我們已經觀測到的最大行星,也是理論上行星的最大質量限值,當然我們不排除宇宙中還會有眾多和它差不多質量的行星。


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