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一顆行星能比它的恆星大嗎?看看科學家怎麼說


一般來說,一顆巨大的恆星被較小的行星圍繞,這是宇宙中恆星系統的標準。然而,太陽系有許多的恆星系統,會不會有一些行星比它們所圍繞的恆星還要大呢?那麼,行星能有多大?我們知道的最大的一個行星是什麼?

首先,讓我們定義一個點。當我們談到"大"時,我們實際上指的是一個物體的體積,而不是質量。一顆行星要成為一顆恆星,它必須超過一定的質量,即0.08太陽質量或太陽質量的8%。在這一閾值以下,該天體被歸類為棕矮星,因為它沒有變得足夠大,無法在其核心發生核聚變。質量比棕矮星小的是行星、小行星和塵埃。那麼,恆星的最小質量是0.08M,是否也有上限呢?理論上,一顆恆星的最大質量約為150M,模型顯示它將失去穩定性。不過,有趣的是,確實存在一些看似與該理論相矛盾的恆星,比如我們所知的最大質量的恆星,R136A1,估計約為300M。

無論如何,僅僅因為一顆恆星是巨大的,並不意味著它就是大的。現存的一些密度最大的恆星,即中子星,為10-29M,直徑只有30公里。雖然這些恆星體積很小,但它們有足夠的質量來容納一個龐大的恆星系統,其範圍將遠遠超出我們的太陽系。我們已經發現了中子星周圍的系外行星,但是,由於發現它們所使用的探測方法,我們只能定義它們的質量,而不是他們的半徑。在我們的太陽系中,有的小行星可以跨越數百公里,更不用說跨越數千公里的行星了。

白矮星是另一種可能有較大行星圍繞其運行的小型恆星。白矮星是紅巨星的殘餘物,它們的質量不足以在超新星爆炸中成為中子星。相反,它們在行星狀星雲中脫落了外層,留下了恆星的核心,這就是所謂的白矮星。白矮星中不會發生核聚變,這意味著它們的光度僅來自儲存的熱輻射,這使得它們成為非常暗淡的恆星,而且隨著時間的推移,它們只會變得更加暗淡。

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那些在恆星從主序到紅巨星再到白矮星的演化過程中倖存下來的行星,很可能比白矮星的殘骸還要大。由於白矮星昏暗的性質,微小的半徑和較低的質量,所以還沒有這樣的外行星被證實。

科學家認為,主序星構成了宇宙中的大多數恆星。這些可能是非常大的物體,因為核心反應產生的內部壓力使半徑很大。我們必須在棕矮星和紅矮星的分界線周圍尋找恆星,才能找到足夠小的主序星來承載足夠大的行星。褐矮星和主序星之間的區別在於恆星核心是否發生核聚變,因為它發生在0.08個太陽質量以上的恆星之中。我們也相信行星和褐矮星之間的分界線大約是13個木星質量。

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我們最有可能找到一顆擁有大行星的小恆星的方法之一,就是在紅矮星VHS1256-1257的周圍尋找,它的系外行星是少數利用直接成像發現的系外行星之一。它的主星足夠暗,系外行星離恆星足夠遠,這顆系外行星大到只需用一台強大的望遠鏡就能看到。但不幸的是,這意味著雖然這顆系外行星的質量已經確定,但我們無法確切知道它的半徑。然而,這是我們所知的最有可能的候選之一。同時,由於誤差的存在,很有可能其中一個或者兩個都是棕矮星,所以我們不能說這是一個真正的恆星和行星系統。

雖然我們沒有確切的證據證明一顆行星比它的恆星大,但我們有一些很有可能的候選者。幾乎可以肯定的是,還有一些我們還沒有發現。

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