迷你海王星
想像一顆行星,它既不是像地球那樣的岩石球,也不是像木星那樣龐大的氣態巨行星,而是介於兩者之間的某種東西:一個不大的岩冰內核,裹著一層又深又厚的氫氦氣毯,或許還摻著水。那層氣殼也許只佔行星質量的一小部分,卻能把整個世界吹脹到地球的好幾倍大。迷你海王星,正是這樣一種中間型行星——比超級地球大、比海王星小,由它那氣態的外層、而非岩石所主導。
迷你海王星的半徑通常在地球的約兩到四倍之間。它與超級地球的關鍵區別在密度:迷你海王星遠比岩石稀疏,因為它體積的大部分是輕飄飄的氣體,而非石頭和金屬。單憑一顆行星的半徑無法分辨這兩者——一顆兩點五倍地球半徑的行星,既可能是緻密的岩質超級地球,也可能是蓬鬆、裹氣的迷你海王星——所以天文學家還要測它的質量,低密度便會洩露出迷你海王星。約一點六倍地球半徑附近那道分界線,把它以下大體岩質的世界,與它以上這些裹氣的世界分隔開來。
和超級地球一樣,迷你海王星在整個銀河中都極為常見,而這兩類之間的界線,是全部系外行星統計中最重要的特徵之一。它們不大可能在任何類地意義上宜居——在它們厚厚的大氣之下,壓力和溫度攀升到壓垮一切的極端,根本談不上有什麼表面。但它們在科學上很豐富:研究岩質與氣態的分界落在何處、以及行星如何因把氣體丟給恒星而跨過這道界線,正在教我們大氣是如何獲得、保住、又被剝離的。
兩顆大小完全相同、都是兩點五倍地球半徑的行星,可以是截然不同的世界:一顆重十二倍地球質量,是緻密的岩質超級地球;另一顆只重六倍,是裹著氫氣、蓬鬆的迷你海王星。唯有稱量它們——求出密度——我們才能分清誰是誰。
一個小小的岩石內核裹在厚厚的氣毯下——常見,卻不是我們所知生命的容身之處。
單憑半徑無法把迷你海王星和岩質超級地球區分開;分辨二者靠的是密度(質量加半徑),而迷你海王星極不可能宜居。