迷你海王星
想象一颗行星,它既不是像地球那样的岩石球,也不是像木星那样庞大的气态巨行星,而是介于两者之间的某种东西:一个不大的岩冰内核,裹着一层又深又厚的氢氦气毯,或许还掺着水。那层气壳也许只占行星质量的一小部分,却能把整个世界吹胀到地球的好几倍大。迷你海王星,正是这样一种中间型行星——比超级地球大、比海王星小,由它那气态的外层、而非岩石所主导。
迷你海王星的半径通常在地球的约两到四倍之间。它与超级地球的关键区别在密度:迷你海王星远比岩石稀疏,因为它体积的大部分是轻飘飘的气体,而非石头和金属。单凭一颗行星的半径无法分辨这两者——一颗两点五倍地球半径的行星,既可能是致密的岩质超级地球,也可能是蓬松、裹气的迷你海王星——所以天文学家还要测它的质量,低密度便会泄露出迷你海王星。约一点六倍地球半径附近那道分界线,把它以下大体岩质的世界,与它以上这些裹气的世界分隔开来。
和超级地球一样,迷你海王星在整个银河中都极为常见,而这两类之间的界线,是全部系外行星统计中最重要的特征之一。它们不大可能在任何类地意义上宜居——在它们厚厚的大气之下,压力和温度攀升到压垮一切的极端,根本谈不上有什么表面。但它们在科学上很丰富:研究岩质与气态的分界落在何处、以及行星如何因把气体丢给恒星而跨过这道界线,正在教我们大气是如何获得、保住、又被剥离的。
两颗大小完全相同、都是两点五倍地球半径的行星,可以是截然不同的世界:一颗重十二倍地球质量,是致密的岩质超级地球;另一颗只重六倍,是裹着氢气、蓬松的迷你海王星。唯有称量它们——求出密度——我们才能分清谁是谁。
一个小小的岩石内核裹在厚厚的气毯下——常见,却不是我们所知生命的容身之处。
单凭半径无法把迷你海王星和岩质超级地球区分开;分辨二者靠的是密度(质量加半径),而迷你海王星极不可能宜居。