热木星
热木星
热木星(),亦称为烤炉行星(--
)、恒星侧木星(--
)和飞马星(pegasids),是一种系外气体巨行星。它们的质量接近或超过木星(1.9 × 1027 kg),但与太阳系中的情况不同:木星的轨道半径是5天文单位,成为热木星的行星轨道与母恒星距离在0.5至0.015天文单位以内,大约只是太阳系内水星到太阳距离的八分之一至金星到太阳距离。
关于热木星的形成有两大说法:迁移说和原位形成说,其中迁移说受到更广泛的接受。迁移说认为,热木星是在冻结线外形成的气态巨行星,之后移入恒星系的内层轨道。原位形成说认为热木星原本是一颗超级地球行星,逐渐吸附气体成为气态巨行星,原来的类地行星成为巨行星的固态核心。
形成和演进.
天文学界对热木星的起源有两大观点:迁移说和原位形成说,迁移说是目前学界流行的理论。
迁移说认为,在恒星系的早期阶段,热木星先是在恒星系冻结线外由岩石、冰块、气体聚合形成。行星形成后,热木星轨道内移,在距离恒星很近的地方形成稳定轨道。热木星可能是通过II型迁移移动进入内层轨道,也可能是因为受到了其他大质量天体干扰才进入内层轨道。像大迁徙假说指出太阳系的木星也曾迁移,若无与随后的土星产生重力交互作用,也有可能变成热木星。
原位形成说认为,热木星原本是超级地球形的岩石行星,在形成后逐渐吸附周围气体形成气态巨行星,原来的岩石行星成为巨行星的固态内核。根据推算,固体表面的密度要达到104 g/cm2才可能成为气态巨行星的内核,因此这一学说受到质疑。
因热木星十分靠近恒星,它们的大气层可能会因为热量被逐渐剥离。在大气层被完全剥离之后,它们残留的核可能成为冥府行星。但目前尚未实际发现冥府行星,因此这一理论目前还属于假说。
共同特性.
热木星有一些共同的特性:
通过径向速度的方法,热木星是最容易发现的系外行星,因为它们造成母恒星运动上的摆动,比其他类型的行星更为明显。
系统中的类地行星.
模拟显示,一颗木星大小的行星在圆形星盘内的迁移(在恒星距离5天文单位至0.1天文单位之间),不如像一般人想象的具有毁灭性。超过60%的固体物质,包括能够形成原行星盘的星子和原行星,会被气体巨星驱离。在模拟中,在热木星通过之并且轨道稳定在0.1天文单位的距离后,2个地球质量大小的行星会在适居带的区域内出现。由于混合了从冻结线之外被带入至内太阳系内的材料,模拟显示在热木星通过之后才形成的类地行星,含有的水分特别多。
逆行轨道.
不少已被发现的热木星均有著一个逆行轨道,而这导致天文学家们对热木星的形成产生了疑问。虽然这些热木星的轨道可能被影响了,但天文学家们却相信是恒星因恒星磁场和行星形成盘之间的作用力,而使其自转相反了,才导致这些热木星有著一个逆行轨道。
蓬松行星.
质量极低的热木星被称为蓬松行星(--
)或热土星(--
),全因它们的密度与土星相若。至今,天文学家已发现六个蓬松行星,它们分别是:HAT-P-1b、柯洛1b、TrES-4、WASP-12b、WASP-17b和开普勒7b。这些蓬松行星的质量皆小于半个木星。若蓬松行星的质量接近木星,那么其重力就会将行星大小压缩到接近木星的大小。
卫星.
理论上,热木星很可能没有任何天然卫星,全因其希尔球太小和恒星的潮汐力影响,导致热木星无法稳定其卫星。尽管热木星有卫星,但这些卫星的大小将会与小行星大小差不多。