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宇宙當中到底有多少顆行星?組圖

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利維坦按:閱讀此文的時候,很適合打開音響,收聽漢斯·季默的《Interstellar》。

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文/Ethan Siegel

譯/王大發財

不久前,我(原文筆者)還是個孩童,那時候對行星的認識只停留在太陽系範圍:有幾顆岩質的行星、有四個巨大的氣體行星、還有衛星、小行星、彗星、柯伊柏帶(利維坦註:是太陽系在海王星軌道(距離太陽約30天文單位)外側的黃道面附近、天體密集的中空圓盤狀區域)小行星,我們所知僅此。

這些僅僅是太陽系裏的八顆行星(按照最新定義)。可別忘了,太陽也只是銀河系2000億到4000億顆恆星中的一顆,我們想知道其他恆星是不是也有行星圍繞,還想知道這些行星上是怎樣一番天地。

幾十年前對行星的討論帶有推測性,恆星的大小、質量、直徑和亮度都各不相同。太陽就是一顆G類恆星,分類共有七種。

一般人認為太陽的亮度比較有代表性,且屬於偏暗的恆星。因為夜空中很少能看見O類、B類或A類恆星,但是實際上,恆星的亮度比肉眼所見還要明亮。比如離太陽最近的比鄰星(南門二),中型尺寸望遠鏡才能觀測到它。

實際上,太陽的亮度超過銀河系中95%的恆星。銀河系中M類紅矮星數量佔到全部恆星的3/4,質量為太陽質量的8%到40%。

太陽在銀河系中孤立存在,不受其他恆星引力影響,但並不代表孤立是銀河系的普遍現象。

許多恆星並不單獨存在,而是以雙聯星、三連星、甚至幾百到幾十萬顆恆星的方式存在。

要想知道宇宙中到底有多少行星,並不能以太陽系的行星數量簡單乘以所知恆星數量,這種想法過於天真,但是考慮到人類掌握的信息太少,這也是一種解決辦法。如果按照這種算法,銀河系中所有行星的數量大概為2萬億到3萬億之間。行星外表千差萬別,這點從太陽系就可以看出。

在過去的幾十年裏人們已經在探索用其他方法偵測系外行星,常見的方法一種是徑向速度檢測法,一種是凌日法。

人類不可能觀測到全部行星,NASA開普勒望遠鏡視域內有大約10萬顆恆星,我們只發現了幾百至幾千個。

這個數字不意味着每百顆恆星所含行星數很小。試想一下:如果開普勒望遠鏡觀測我們生活的太陽系,而太陽系在望遠鏡中的朝向隨機,下面是各個行星能被凌日法觀測到的概率:

是不是覺得凌日發生的概率沒有多大?其實真正的發生概率比你認為的更小,舉個例子,火星和水星體積太小,遮擋不了足夠面積的太陽光,即便用人類現在最先進的探測科技也無法探知。而四個大型氣體行星體積夠大,但是軌道又過長,凌日機會太小,無法成為候選行星。

如果開普勒望遠鏡觀測和10萬顆類似太陽的恆星,大概能發現總共410顆恆星和700顆的行星。

目前已知有11000多顆至少有一顆候選行星的恆星和18000顆潛在行星,軌道周期從12小時到525天不等。

研究這些行星讓人們知道:

1.行星差異非常巨大,大多數和地球不同;

2.行星圍繞的恆星類別很多,有雙聯星有三連星;

3.我們只是觀測到那些夠大、離恆星夠近,而且適合我們觀測角度的行星。

銀河系中有1000億至2000億顆行星,這還只是理論下限。如果估算的話,數量級至少要跳一級——10000000000000(10萬億),只是就我們的銀河系而言!

這還不包括孤行星,也就是沒有母恆星的行星,如果算上這些宇宙深處的行星,我們生活的銀河系的行星總量還要在剛才的基礎上乘以100至100萬,就是說銀河系中應該有10^15至10^19顆行星。

根據目前的探測結果可以認定幾乎所有恆星都自帶行星,尤其是M類恆星還會帶有比太陽系更多的岩石行星。

科技進步讓人類能更精確重估這個數字,但就目前看來,行星的數量至少和恆星數量等同,只會更多——行星數量至少是恆星數量的8倍。

放眼宇宙,這個數字可能達到10,000,000,000,000,000,000,000,00(10^25)。

責任編輯: 寧成月  來源:微信 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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