在我们的太阳系中存在一种神奇现象：太阳系里的行星仿佛被划分成两个截然不同的群体，以地球为首的类地行星处于太阳系内侧，以木星为首的气态巨行星位于太阳系外侧。这种奇妙的排列究竟只是巧合，还是存在某种必然性呢？
太阳系的行星排列
对于这个问题，科学家给出如下解释：在太阳系形成初期，离太阳较近的行星温度比远处行星高得多，热量致使水、甲烷和氨等构成的冰物质无法留存，仅留下高密度的岩石物质。此外，由于这些行星质量较小且初始温度较高，它们无法从周围星云获取并保留氢气、氦气这类较轻的气体物质。
而在太阳更遥远、更寒冷的区域，冰物质能够与较重物质混合，形成行星的巨大核心。核心的巨大质量使其能够捕获周围大量氢和氦，于是气态巨行星就在太阳系的外层区域形成了。
科学家对太阳系行星布局方式的解释看似合理，但这是否是放之四海而皆准的真理呢？即宇宙中其他恒星系的行星是否也如此排列？起初科学家认为是这样的。然而，一颗系外行星的发现改变了科学家的看法，它就是人类发现的第一颗太阳系以外的行星——飞马座 51b。
飞马座 51b发现于1995年10月6日。它也叫柏勒洛丰，位于飞马座，距地球约 51 光年，是人类发现的首颗系外行星。它是一颗气态巨行星，质量约为木星的一半，体积约是木星的 2 倍，围绕一颗名为飞马座51的类太阳恒星公转。
令天文学家诧异的是，这颗行星出现在不该出现的位置。飞马座 51b 的公转周期极短，约 4 个地球日，这意味着它离绕转的恒星非常近。经测算，它到绕转恒星飞马座 51 的平均距离仅约 0.0527 天文单位，即约 788 万公里，比水星到太阳的距离还近。
想想太阳系中的木星，飞马座 51b 是不是处于不该存在的位置呢？气态巨行星不是都怕热吗？它为何会出现在离恒星如此近的地方？这颗气态巨行星是怎样在恒星附近聚集起这么多气体物质的呢？倘若太阳系那种类地行星在内、气态巨行星在外的布局合情合理，那它的存在就显得很不合理啊！
由于离恒星太近，飞马座 51b 的表面温度高达 1000 摄氏度，且处于潮汐锁定状态，于是天文学家将其称为“热木星”。不过，飞马座 51b 并非宇宙中的异类，它只是人类发现的第一颗“热木星”。随着对宇宙探索的深入，越来越多的热木星被发现。下面介绍几颗较为著名的热木星。开普勒 - 76b
开普勒 - 76b，又称爱因斯坦星，位于天鹅座，距地球约 2000 光年。这颗气态巨行星的质量和体积均约为木星的 2 倍，它到绕转恒星的平均距离仅 0.028 天文单位，约 419 万公里。如此靠近恒星，其表面温度飙升至 2550 摄氏度。开普勒 - 76b 因独特的发现方式而被称为爱因斯坦星。它是天文学家首次利用爱因斯坦相对论发现的系外行星。KELT - 9b
已知温度最高的热木星 KELT - 9b，位于天鹅座，距地球约 650 光年。这颗行星距其绕转的恒星仅 0.0347 天文单位，即约 520 万公里，公转周期极短，仅 35.5 小时。而它所绕转的恒星表面温度高达 9900℃，因而它的表面温度高达 4327℃，与一些恒星的表面温度相近，是目前已知表面温度最高的行星。这颗炽热的行星在公转时会发光，拖着一条长尾巴，因为它一直在蒸发。科学家认为，这颗行星最终会被恒星蒸发掉。WASP - 76b
下着铁雨的行星 WASP - 76b，又是一颗极端靠近绕转恒星的气态巨行星。它到绕转恒星的距离约为 0.033 天文单位，即约 494 万公里，公转周期仅 43.4 小时。由于离恒星太近且被潮汐锁定，它朝向恒星的一面永远处于炙烤之下，温度高达约 2200℃，背对恒星的一面温度相对较低，但也在约 727 - 1227℃。通过观测，天文学家发现 WASP - 76b 的大气层中有铁、钛等元素。
在朝向恒星一侧的高温下，这些金属元素会蒸发到大气中，并随大气环流被带到背对恒星的一侧，于是在这一侧较冷的环境下可能凝结成云或雨，滚烫的铁汁如雨点般从天而降，这种场景实在难以想象！上述这些热木星无一例外都离它们绕转的恒星非常近。可问题来了，这些热木星为何会出现在离恒星如此近的地方呢？形成热木星的物质在恒星形成初期为何未被原恒星吸收而成为恒星的一部分呢？
科学家认为，这些热木星并非形成于如此靠近恒星之处。前面提到，在离恒星较远的地方（一般离恒星 2.7 天文单位，即约 4 亿公里之外）有足够固体材料形成行星核，也有足够气体材料形成巨行星。所以，这些热木星与太阳系中的木星一样，都是在原行星盘的外围形成的。
这些刚形成的气态巨行星笼罩在原行星盘浓密的气体云中，当气体云坠入恒星时，便拖拽着行星朝太阳靠近。如此一来，这些刚形成的气态巨行星就以螺旋方式朝中心恒星靠近，在这个过程中，它们会不断吸收所经过区域的物质，质量也越来越大，最终来到离恒星很近的轨道上，成为“热木星”。
那么，新的问题又出现了！木星为何没有成为“热木星”呢？科学家认为，在木星刚形成时，它也曾有此“倾向”。木星在与原行星盘中气体云相互作用下向太阳靠近，一度跨越如今的小行星带来到火星轨道附近。但就在此时，木星停止了向太阳靠近的脚步。一股神秘力量阻止了它的前进。
原来是太阳系的第二大行星土星形成了。土星与木星之间形成的轨道共振使木星改变了原有运行轨迹。这两颗气态巨行星开始远离太阳，并最终回到现在所在的轨道。若不是后来土星与木星之间的轨道共振，木星就会扫除其前进道路上的一切岩石材料，最终在离太阳很近的轨道上停下来，变成一颗热木星。
聊到此处，你是否想过这个问题：若当初木星变成了一颗热木星，太阳系会发生什么呢？恐怕人类的家园地球就不会存在了吧！这可是个细思极恐的问题！你怎么看呢？一起聊聊吧！
韦德体育官方网站
发表评论:
◎欢迎参与讨论，请在这里发表您的看法、交流您的观点。