超級地球
我們的太陽系有一處奇怪的空缺:在最大的岩石世界地球,與最小的氣冰巨行星海王星之間,什麼也沒有。然而放眼整個銀河,恰好落進這道空缺的行星,竟是最常見的一類。超級地球,就是一種比地球更大、更重,卻又小於天王星和海王星這兩顆冰巨星的行星——一整類世界,奇怪的是,我們自己的太陽系裡完全沒有。
粗略地說,超級地球的半徑從略大於地球,一直到約一點五到兩倍地球半徑,質量則從幾倍到或許十倍地球質量。這個名字說的是大小,而非這顆行星是否宜居;一顆超級地球可以是溫和的岩石球,也可以是酷熱的熔岩世界,或是裹著厚厚大氣的某種東西。在一點五到一點六倍地球半徑附近有一道重要的分界線:在它以下,行星往往緻密而岩質,像放大版的地球;在它以上,行星往往包著厚厚的氣殼,漸漸過渡成另一類。要判定某顆行星屬於哪一邊,需要同時掌握它的半徑(來自凌星)和質量(來自視向速度或時刻法),才能算出它的密度。
超級地球之所以重要,是因為它們數量眾多——巡天表明,很大一部分恒星都擁有一顆或幾顆——所以它們處在「潛在宜居世界有多普遍」這一問題的中心。由於比地球大,它們也相對更容易被探測和研究,成為測量大氣的首選目標。一個值得記住的提醒:超級地球絕不是一個更大、更友善的地球。更大的質量,可能意味著壓垮一切的重力、令人窒息的濃密大氣,或劇烈的地質活動,而這些常見世界究竟是什麼模樣,我們至今仍在摸索。
巡天揭示出一道引人注目的「半徑峽谷」:半徑直到約一點五倍地球的行星很多(多半是岩質超級地球),半徑在約兩倍以上的也很多(多半是裹氣的迷你海王星),夾在中間的卻相對很少——這暗示某些行星會被恒星剝走大氣,從而橫跨這道空缺縮小下去。
比地球大、比海王星小——一種常見的世界,太陽系卻恰好沒有。
超級地球指的是一個尺寸區間,而非友善的地球孿生星;許多並不宜居,而某顆究竟是岩質還是裹氣,取決於它實測的密度。