相逢應(yīng)不識(shí)，如何稱(chēng)呼你：超級(jí)地球，迷你海王星還是亞海王星？
地球，毗鄰著一個(gè)藍(lán)色行星。
海王星的質(zhì)量大概是地球的17倍。質(zhì)量產(chǎn)生引力。海王星的自我引力比地球的強(qiáng)：這個(gè)行星把自己擠壓得更加緊實(shí)。因此海王星的半徑只有地球的四倍。到目前為止，許多已知的系外行星的大小和質(zhì)量都介于地球和海王星之間。但該如何稱(chēng)呼它們呢？超級(jí)地球，迷你海王星，或者亞海王星？或者所有的三種？圖源：astronomy
超級(jí)地球，迷你海王星或亞海王星
最常見(jiàn)的系外行星—圍繞遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的世界—是那些比地球大，卻比海王星小的行星。這聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但大自然并不總是如此整齊劃一。天文學(xué)家們使用各種各樣的術(shù)語(yǔ)——超級(jí)地球，迷你海王星和亞海王星——來(lái)表示那些大小/質(zhì)量介于地球和海王星之間的行星。不同天文學(xué)家和天文作家對(duì)這些術(shù)語(yǔ)的使用，混亂不堪，遠(yuǎn)未規(guī)范。那么這些術(shù)語(yǔ)到底是什么意思呢？
有一點(diǎn)需要注意的是，對(duì)系外行星的研究為時(shí)未久。從20世紀(jì)90年代初，天文學(xué)家才開(kāi)始對(duì)遙遠(yuǎn)行星進(jìn)行觀測(cè)和研究。僅我們的銀河系就包含著數(shù)十億顆的系外行星，所以天文學(xué)家并不總是用這些術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá)相同的東西。他們就好像是，站在廣闊海岸邊的探險(xiǎn)家，面對(duì)著數(shù)十億未知的島嶼。每個(gè)島嶼都是一個(gè)不同的世界……就像每一片雪花都不盡相同。
那么我們?cè)撊绾谓缍ㄟ@些術(shù)語(yǔ)的意義？我們能羅列出超級(jí)地球，迷你海王星和亞海王星之間的差異和相同之處嗎？
當(dāng)然可以。
美國(guó)航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家，胡仁宇，是模擬行星和系外行星大氣物理化學(xué)過(guò)程的建模專(zhuān)家。在他團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表的一篇名為《亞海王星》的論文中，胡仁宇是第一作者。這篇論文主要探討特定半徑范圍內(nèi)的系外行星群。胡在給地球空間科普網(wǎng)的郵件中寫(xiě)道：
迷你海王星，亞海王星，超級(jí)地球這些術(shù)語(yǔ)有時(shí)確實(shí)會(huì)讓人非常困惑。在本文中，我們沒(méi)有采用超級(jí)地球這個(gè)術(shù)語(yǔ)，因?yàn)檫@個(gè)術(shù)語(yǔ)可能意味著放大版的地球，不僅僅放大了地球的質(zhì)量/半徑，也意味著放大了行星的構(gòu)成（即大規(guī)模的地幔，地殼以及薄薄的海洋層）。
我們的論文主要涉及1.7-3.5地球半徑的行星。從開(kāi)普勒的系外行星調(diào)查以及許多后續(xù)觀測(cè)中，我們得知，1.7-3.5地球半徑范圍內(nèi)的行星群和小于1.7地球半徑的行星群是很不相同的。
這種混亂不僅僅存在我們之中。
他繼續(xù)寫(xiě)道：
同樣也存在系外行星的研究界里……如何替這些1.7-3.5地球半徑的行星合適命名，學(xué)界還未達(dá)成共識(shí)。這是因?yàn)槲覀冎两襁€不清楚這些行星是由什么構(gòu)成的。如果它們是帶有大量氫氣大氣層的巖質(zhì)行星，它們就可能被稱(chēng)為帶有極端/奇特大氣層的超級(jí)地球。一些同事也稱(chēng)它們?yōu)闅鈶B(tài)矮星。如果它們是有著大量水層的行星，那么它們就可以被稱(chēng)為“海洋行星“或者”水世界“。如果它們是具有大量水層和大量氫氣的行星，就像海王星，這樣，它們就可以被稱(chēng)為迷你海王星。
胡仁宇說(shuō)，希望他的這篇論文將會(huì)，在不久的將來(lái)，促使對(duì)該質(zhì)量范圍的系外行星進(jìn)行更多的觀測(cè)和研究。
戴著眼鏡微笑著的胡任宇，背后是大峽谷。美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的胡仁宇，在關(guān)于超級(jí)地球，迷你海王星和亞海王星的領(lǐng)域貢獻(xiàn)了一些寶貴見(jiàn)解。謝謝你！圖源：caltech
超級(jí)地球
超級(jí)地球比地球大，卻比海王星小。它們通常（但并不總是）介于1.2-2地球半徑范圍。然而超級(jí)地球的定義主要因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)量而不是大小。密度不同，它們的成分也不同。例如迷你海王星，一些低密度的超級(jí)地球可能帶有氫和氦的大氣層，高密度的超級(jí)地球可能主要由大量的水組成（水世界），或者具有稠密的核心和厚重延展的大氣層。
許多超級(jí)地球，很可能是伴隨著地質(zhì)活動(dòng)增強(qiáng)的巖質(zhì)行星，就像我們太陽(yáng)系里的陸地行星一樣。它們的板塊構(gòu)造甚至比地球的更先進(jìn)。另一方面，一些研究表明超級(jí)地球的外殼也可能異常堅(jiān)固，即使巖漿也很難沖破。
擁有海洋的超級(jí)地球，其環(huán)境可能相當(dāng)適合居住，并且有利于生命的進(jìn)化?？茖W(xué)家認(rèn)為，它們可能有淺灘和島鏈，這為生物多樣性提供了理想的生存條件。
巨大的灰色行星，表面粗糙，覆蓋著海洋和云層，飄浮在星空里。藝術(shù)家對(duì)超級(jí)地球開(kāi)普勒-62f的概念。這些行星的大小和質(zhì)量介于地球和海王星之間。它們通常被認(rèn)為是巖質(zhì)的世界。圖源：Caltech
一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)又加劇了命名的復(fù)雜性。該研究表明，在超級(jí)地球和迷你行星之間存在著另一群行星：海洋行星。這些行星的半徑是地球的2.6倍，溫度高達(dá)200攝氏度（約等于400華氏度），并且包裹著厚厚的氦氣大氣層。
即便它們比地球溫度高得多，科學(xué)家們還是相信，其中一些行星至少適合微生物的生存。
系外行星：超級(jí)地球，迷你海王星和亞海王星，星空里飄浮著的巨大的藍(lán)色星球
藝術(shù)家關(guān)于迷你海王星的概念：這些行星的大小和質(zhì)量介于地球和海王星之間，但不像超級(jí)地球那樣傾向于是巖質(zhì)的。相反，它們可能擁有厚厚的氫氦大氣層，或者它們有著深深的冰層，巖石和液態(tài)海洋。圖源：sci-news.
亞海王星的情況如何？
亞海王星通常指任何半徑小于海王星的行星，盡管有些行星質(zhì)量可能更大。這包括迷你海王星和超級(jí)地球。正如你所見(jiàn)，這些包羅萬(wàn)象的標(biāo)簽，卻造成更多的混淆。
但我們的太陽(yáng)系中沒(méi)有亞海王星（除非能證明九號(hào)行星是一個(gè)），盡管已知，它們更常出現(xiàn)在那些比海王星大的恒星周?chē)?/p>
云層繚繞的大行星，另一個(gè)行星，以?xún)蓚€(gè)太陽(yáng)和恒星為背景，藝術(shù)家對(duì)亞海王星的概念。亞海王星可以是一個(gè)半徑比海王星小，質(zhì)量卻大的行星?；蛘咭部赡苁侵敢活w質(zhì)量比海王星小，卻較大半徑的行星……在這種情況下，它可以被稱(chēng)為超級(jí)海王星。圖源：Inverse.
正如我們所知，有各種各樣的行星存在，它們大小介于地球和海王星之間。為什么不呢？試圖區(qū)分它們不是一件很容易的事情。但我們了解得越多，就越理解它們。希望這篇文章能提供一些粗略指南，使人們能夠了解它們的異同之處，并據(jù)此作出定義。
總而言之，區(qū)分超級(jí)地球，迷你海王星和亞海王星這三類(lèi)行星，常常會(huì)給我們?cè)斐衫_，它們有什么異同？如何定義它們？在本文，我們?cè)噲D借助一個(gè)行星科學(xué)家的思考來(lái)厘清這些困惑。
BY: Deborah Byrd，Paul Scott Anderson
FY: 萱兒
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