撰文：罗伯特.李              2023年8月12日

超级木星Kappa仙女座b的质量，大约是木星的12.8倍。（图片：美国宇航局戈达德航天飞行中心/s.Wiessinger）

自从三十年前天文学家首次将目光投向太阳系外发现系外行星以来，我们就知道银河系中的行星— 可能还有更广阔的宇宙 — 排列着很多具有巨大的宽度和质量的行星。

但是这些行星能有多大，我们所知道的最大的行星是什么？

在1992年发现第一颗系外行星之前，宽约为地球11倍的气态巨行星木星，是已知最大的行星。但与我们后来发现的一些怪物世界相比，木星只是微不足道的。

在确定一颗行星的大小时，有两种衡量标准需要考虑：其宽度（半径的两倍）和质量。

日内瓦大学系外行星博士后研究员索林·乌尔默·莫尔通过电子邮件告诉《生活科学》，根据第一颗行星的测量，“最大的系外行星的半径大约是木星半径的两倍，这些天体的轨道，非常靠近它们的主星。”

行星的宽度和质量是有联系的，但两者之间并不总是直接相关的。这是因为行星的密度各不相同，这意味着一些低质量的气态巨星，可以“膨胀”到比其他更重的系外行星更大的尺寸。

例如，气体巨星HAT-P-67b的半径约为木星的两倍，目前是已知宽度最大的行星之一。然而，这颗距离地球1200光年的系外行星密度非常低，因此质量只有木星的三分之一左右，乌尔默·莫尔说。

WASP-17b的宽度大约是木星的两倍。亚军是KELT-9b，它的半径是木星的1.84倍，她补充道。

其他地方的大多数岩石行星，从来没有像上面提到的“超级木星”那么大。最大的岩石行星被称为“超级地球”，其宽度大约是地球的两倍。乌尔默·莫尔说：“相比之下，Wasp-17b的半径相当于地球的22倍。”

尽管岩石行星比气态巨行星密度更大，但它们仍然没有气态巨行星那么重。她说，这是因为随着岩石行星的生长，它们会积累气体、冰和水，逐渐将它们转化为以岩石为中心的气态巨星。

质量最大的行星大约是木星质量的13倍。其中包括气态巨星HD 39091b，它距离地球60光年，质量约为木星的12.3倍。

一颗行星到底能有多大？

我们不希望发现比这些超级木星大得多的行星，因为一旦行星达到一定的大小和质量，它就会变成“棕矮星”。

棕矮星通常被称为“失败的恒星”，因为它们比超级木星重，但质量不足以在其核心引发普通的氢聚变，但一些东西仍然在棕矮星的核心中燃烧。

“棕矮星和行星的主要区别，在于它们的质量和氘的存在。氘 — 重氢 — 燃烧，日内瓦大学天文学系的博士后研究员诺兰·格里夫斯通过电子邮件告诉《生活科学》：“在质量较大的情况下，物体的内部压力和温度将足够高，足以燃烧物体中最初存在的大部分氘。”

行星和棕矮星之间的分界线早在20世纪90年代就已经确定，棕矮星被归类为燃烧了50%或更多初始氘的天体。这条分界线被认为存在于木星质量的14倍的上限，意味着行星不应该存在于其上。

“我们已经测量到一些行星的质量，在测量不确定性范围内约为13倍木星质量，例如HD 39091 b和HD 106906 b, 可以说它们是已知最大的行星。”格里夫斯总结道。

迄今为止发现的质量最大的棕矮星是SDSS J0104+1535，位于银河系边缘，距离地球750光年。它的质量是木星的90倍，但半径是木星的0.7到1.4倍。因此，事实上，质量最大的棕矮星，可能比我们太阳系中最大的行星还要小。