在人类探索宇宙的天文学领域之前,地球一直被视作宇宙的中心,承载着世界的全部。但随着科技的飞速发展,我们的视野逐渐扩大,认识到地球只是太阳系中的一颗普通行星,类似于地球的天体在宇宙中数不胜数。
当我们跳出太阳系的范畴,放眼更广阔的宇宙,会发现其他星系中的行星天体广泛存在,其中不乏体积远超地球的巨大行星。特别是那些与太阳系最大的行星——木星体积相仿,却又紧紧靠近其宿主恒星的天体,科学家们称之为“热木星”。
至今,人类已经发现了数百颗热木星。尽管它们在宇宙中只是冰山一角,但其数量之估计依然令人震惊。天文学家推测,银河系内可能存在上千亿颗行星,其中热木星占到了惊人的7%。虽然这个比例看似不大,但基于庞大的基数,热木星的数量实际上可能达到数十亿颗,几乎与地球上的总人口数量相当。
那么,为什么这些天体被冠以“热木星”的称谓?它们究竟有多热呢?
关键在于它们距离宿主恒星非常近。以太阳系中距离太阳最近的行星水星为例,其距离太阳尚有数千万公里之遥。然而热木星最近的可能只需数百万公里之遥。由于它们离恒星如此之近,许多热木星受到潮汐锁定效应的影响,像月球一样只有一面永远朝向宿主恒星。这种极端的近距离和潮汐锁定效应导致热木星表面温度极高,超过摄氏一千度是常态,甚至有些热木星的温度可以达到四千摄氏度以上。相比之下,一些较小的恒星可能还没有这么热。
热木星的本质和木星一样,是以气体为主的巨大行星。由于气体的热胀冷缩现象特别明显,热木星通常非常疏松。虽然有些热木星的质量可能不及木星,但它们的体积却可能远超木星。这种结构使得热木星的外层气体显得昏暗,影响了它们的凌日观测效果,科学家很难准确判断它们的直径。
尽管外界环境已经极度炎热,但一些科学家认为热木星的内部可能还存在其他热源。在宿主恒星的强烈炙烤下,热木星表面的温度急剧上升。当内部温度达到一定程度后,钠、钾等元素会被电离。在星球表面的风力作用下,这些带电粒子在磁场内快速移动,产生电流和热量,为热木星内部加温。这种情况下,外部的高温和内部的热源共同作用,使热木星大幅膨胀,形成了如今我们所见到的形态。
由于热木星只有一面朝向宿主恒星,人们可能会误以为其背向恒星的一面会相对凉爽。然而事实并非如此。木星的表面布满了各种风暴条纹,这种现象在热木星上同样存在。热木星的表面空气活动极为迅速,正面的超高温空气很快被吹到背面。即使背对恒星的一面也同样是炎热如地狱的世界。