什么是巨型地球:质量大于10倍地球的类地系外行星

在2014年的是,天文学家对系外行星Kepler-10c的观测发现,它是一颗密度很高的具有海王星质量的行星(17倍地球质量),这颗系外行星让科学家陷入到两难的境地,因为如果它属于海王星这样的冰巨星,那么它不可能具有这么高的质量,如果它属于超级地球,但是它的质量又太大了。所以最终科学家发明了一个新的词语来描述这种大质量固体行星——巨型地球

顾名思义,巨型地球指的是一类拥有固体表面的超级大地球,它们的质量一般大于10倍地球质量,远比超级地球的质量更大,但是它们的半径一般远小于气态行星的半径。

巨型地球的质量可以达到气态巨行星的质量,但是体积往往比地球大不了多少
巨型地球的质量可以达到气态巨行星的质量,但是体积往往比地球大不了多少

比如上文说的开普勒10c(Kepler-10c),这颗系外行星拥有17倍地球质量,但是它的半径只有地球半径的2.3倍,这样的巨型地球已经不能够用超级地球的理论来套用了。巨型地球极高的密度使得其不可能是一颗气态行星,组成成分更多的类似于地球这样的岩石行星。

后来天文学家还发现了一些更夸张的巨型地球,比如Kepler-52b、Kepler-52c和Kepler-57b的最大质量可能是地球的30到100倍,但是它们的半径可能只有地球的两倍,所以它们的密度甚至会大于铁的密度。它们的轨道非常靠近它们的恒星,这意味着这些巨型地球可能是一些被蒸发掉大气层的气态巨行星的残余物。

当然,上面的巨型地球还不是最夸张,在一些大质量恒星周围(B型和O型恒星;5-120个太阳质量)也可能存在一些系外行星,这些行星如果是热木星之类的气态行星,在大质量恒星极高的紫外线辐射和恒星风的作用下,这些气态巨行星依然可能会损失掉自身的气体,最终留下一颗岩石核心,而这颗核心的质量可能高达上千个地球质量,是一个比木星还要更重的巨型地球。

根据前面的介绍,我们也知道了巨型地球的形成其实和气态巨行星以及恒星是分不开的,当一颗气态巨行星失去自己外层的气体物质层以后,就会留下来一颗致密的岩石核心,这就是巨型地球了。

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