熱木星是什麼？

這張概念圖呈現了“熱木星”可能是什麼樣的。

當天文學家們首次發現系外行星時，它們和我們太陽系內的一切天體都大不相同。這種天體被稱為“熱木星”，因為它們都是龐然大物——甚至比我們的木星還要龐大——然而它們繞各自恆星公轉的軌道半徑卻比水星還要小。來自加州理工大學的希瑟·克努森博士是這樣介紹這種迷人的天體的：

“我的叫希瑟·克努森，是加州理工大學行星科學系的一名教授。我研究的是系外行星的性質，它們是繞著太陽以外的恆星公轉的星球，也基本可以說是太陽系外與我們最為相似的鄰居。我們現在所談論的不是遠在河外星系的行星——我們絕大多數時候研究的都是與我們同在宇宙一隅的東西。它們的軌道中心是距離太陽最近的那些恆星之一。”

熱木星是什麼？

“在我們發現的所有行星中，如果要讓我選出一種最令我著迷的典型例子，那我應該會投票給這一類巨行星：它們與我們的木星非常相似，但公轉軌道的半徑卻比水星到太陽的距離還短，也就是說，這些行星只需兩三天就能繞它們的太陽一圈，而且顯然承受著酷熱的炙烤。我們都知道它們不可能是在那樣的軌道上成形的——它們一定是先誕生在遠離恆星的位置，然後才遷移到那麼近的地方。我們依然在努力理解到底是什麼力量驅使著它們靠近恆星，畢竟太陽系的木星雖然向內遷移了少許，但大體上還是保持在原位的。”

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熱木星對我們研究太陽系有什麼幫助？

“實際上，對我們的太陽系而言，研究這些所謂‘熱木星’的意義相當重大。如果你想要宇宙中存在多少潛在的宜居類地行星，那麼你就必須考慮到這種強行擠入恆星系內圈的巨行星對其他行星的影響。‘熱木星’完全有可能將我們的宜居星球推向距太陽更近或者更遠的軌道。因此，研究這些行星的運動規律能夠幫助你判斷你在什麼區域更可能發現一些有趣的星球。”

“就我們太陽系生物的判斷標準而言，熱木星上的環境充滿了異域風情。典型熱木星的溫度可達數千開爾文，在這樣的溫度下，它們那裡的雲朵可能是由融化的岩石構成的。它們的大氣成分也與我們迥然不同——事實上，構成熱木星的成分與冷卻的恆星更為相似，因此，在描述這些行星時，我們的判斷標準也要做出相應的調整——在描述它們的大氣時，我們用的其實是恆星模型。同時，我們認為這些熱木星很可能是被潮汐鎖定的，也就是說它們總是用同一側接收全部來自恆星的光照，而另一側則籠罩在永夜中，這是一種非常有趣的現象。我們的研究內容之一就是想辦法解析這些星球上的天氣模式，也許你會發現這些風能夠很好地將熱量帶到永夜一側，在混合中消除溫差，但也有可能這些星球的向陽面與背陰面就是擁有迥異的溫度。”

熱木星是怎麼抵達它們現在的軌道的？

“對於熱木星是如何抵達現在的軌道的，我們已經提出了幾個可行的理論。一種理論是這樣解釋的：在熱木星形成之後，它們還停留在誕生時的氣體圓盤上，也許圓盤與熱木星之間產生了某種能推動星球的扭轉作用力。這就是熱木星的早期遷移理論。對於氣體圓盤消散後的熱木星晚期遷移，另一種理論認為這些熱木星受到了系統內第三個星體的引力影響，比如說星系內的另一個離得稍遠的巨行星，或者這顆熱木星乾脆屬於一個雙星系統。這種三體作用能夠讓最內側的行星獲得極大的軌道偏心率，而在它靠近恆星之後，潮汐力又開始令它的軌道偏心率減小。如此這般，你就能最終獲得一顆公轉週期極短的氣態巨行星。”

“再往下就是一個複雜得多的故事了，但在這些數據中也許蘊藏著一些至少對部分熱木星成立的線索。”

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