比恒星还热，最热的行星有多热

上回杂谈里我们提到，最热的恒星表面温度可能超过 20 万度，即使是类太阳这样的小恒星，表面温度也有几千度。恒星热很正常，但是你能想象一颗比某些恒星还热的行星吗？可是一个行星真这么热的话，它还能算行星吗，难道不应该算作恒星吗？

注意：恒星指的是那些能够通过聚变反应自己发光发热的天体。所以既然能被归为行星，说明它不管有多高的温度，那都是从外界获得而非自身发出的。

有人可能会说：“不对啊，行星内部也很热啊，这个热可不是从外界获得的。”

没错，你像地球它确实是有地热，但是那不是聚变反应带来的呀！地热主要来源于放射性衰变以及行星形成之初的残余热量，和聚变反应相比这点热量极其有限。像地球的核心大概只有几千度，能够到达地表向外辐射的那就更微乎其微了。即使是像木星这样的巨行星，它的内核也才上万度而已。相比之下，太阳内部可是 1500 万度。

所以一颗行星如果具有极高的表面温度，那热量肯定来源于外界，比如它的宿主恒星。可是即使是最小的红矮星，表面温度也有两三千度。一颗行星想要具有几千度的高温，那它的宿主恒星肯定比红矮星热得多。

不过更热意味着恒星会更亮更大，这对于搜寻系外行星来说非常不利。

目前发现的系外行星大部分都是在类太阳这样的小个头恒星周围发现的。作为矮星，这类恒星相对来说温度低，亮度也不高，所以它们周围存在行星的话会更容易被我们看到。你想啊，如果恒星特别亮的话，那行星凌日就不明显了嘛，那凌日法就很难去发现。

其次，恒星质量越大它受到周围行星的引力影响也就越弱，这样恒星光谱的多普勒效应也就越弱，以至于视向速度法也很难发挥作用。

而凌日法和视向速度法可是目前发现系外行星的最主要方式。在目前已确认的五千多颗系外行星中，有 95% 是通过这两种方式发现的。所以在大质量恒星周围发现行星，首先从观测手段上就很困难。

另外，对于大质量恒星来说它们的辐射非常强烈，这会直接影响周围行星的形成和演化。而且大质量恒星的寿命非常短，即使有行星，它们也很快会经历恒星在演化末期的各种爆发，甚至直接就被膨胀的巨星给吞掉了。

所以呢，系外行星搜寻工作从一开始就没把观测重点放在大质量恒星上。其实这里面还有一个根本原因。你想想我们寻找系外行星是干嘛的？就是想看看有没有外星生命嘛。以地球为蓝本，想演化出生命那需要极其漫长的时间。所以对于只有千万（甚至百万）年寿命的“短命鬼”来说，我们没必要在上面花太多时间。

不过近些年，这种罕见的系外行星还真被我们发现了。

2017 年，天文学家在距离我们 670 光年外发现了一颗特殊的行星 ——KELT-9 b。之前人们在 A 型恒星附近很少看到行星，B 型恒星周围的行星更是闻所未闻。而这颗行星围绕的是一颗介于 A 型恒星和 B 型恒星之间的大质量恒星，质量是太阳的 2~5 倍，表面温度达到了上万度。

只是恒星热也就算了，关键这颗行星距离恒星还非常近，只有 0.03 个天文单位，差不多是水星到太阳的 1/10。可想而知，这颗行星的表面得有多热。

数据显示，在如此近距离的情况下该行星已被恒星潮汐锁定，它的其中一面将长期遭受恒星的近距离炙烤。经过计算，该行星“向阳面”的温度可以达到 4000 度！这个数值已经超过了大部分红矮星（M 型恒星）甚至是达到了橙矮星（K 型恒星）的温度！而在它的大气层某些地方，那里的温度甚至可能高达上万度！

虽然这是一颗具有 2 倍木星质量的气态巨行星，但是在这样饱受恒星近距离炙烤的环境下，它的大气正在快速地消散。

有意思的是，这颗行星的大气非常特殊。由于具有极高的温度且长期遭受高能射线照射，这里正常的分子结构已不存在，取而代之的是被撕裂成的原子。而且除了氢、氦等元素外，科学家在这里还发现了铁、钛等金属元素。这些元素随着运动到较冷的夜间会组合成金属氧化物或氢化物，所以这颗星球的天空中可能会下着像岩浆一样的金属熔岩雨。

有人可能很好奇，系外行星距离我们那么远，天文学家是怎么知道它多少度的呢？

计算系外行星表面温度的方法有很多，但涉及的影响因素主要也就这几个：首先最主要的当然就是它能从恒星那里接收到多少能量，所以恒星的光照强度是首先要考虑的因素之一。

其次，行星并不是来多少就接收多少，毕竟它不是能 100% 吸收辐射的理想黑体，多少还是会反射一些出去的，所以行星表面的反射率也是要考虑的因素之一。

此外，行星与恒星之间的距离也很关键。毕竟辐射强度和引力一样都遵循平方反比，就是距离增加一倍，辐射强度将减弱到原来的 1/4，距离是 10 倍，强度就是 1/100。

基于这些信息，我们可以大致计算出一个基础温度，也叫行星的平衡温度。这个温度是个非常粗略的理论值，并不是平时提到的行星的平均温度，因为它少考虑了个非常关键的因素 —— 行星大气。

一颗具有大气层的行星就像盖了一床棉被，保温效果可以说立竿见影。比如金星的平衡温度计算出来大约只有-13℃，但是实际上我们知道，金星的大气层极其浓厚，温室效应爆表，所以它的平均温度其实可以达到 400 多度。

除了大气层外，行星的轨道形状、倾角也会直接影响表面温度。再考虑到我们对恒星本身的温度计算就存在一定误差，加上行星与恒星的距离误差、反射率误差…… 可见，对系外行星温度的估算其实非常的粗糙，很难说谁才是真正的“最热行星”。

比如接下来要说的这颗行星 Kepler-70 b（KOI-55 b），它的表面温度甚至可能比太阳还要高。

和 KELT-9 b 不同，Kepler-70 b 是一颗岩质行星，密度与地球接近，只是质量不足地球的一半。经过科学家的粗略计算，这颗行星的表面温度可能超过了 7000 度。

如此逆天的温度，它的宿主恒星想必非常热吧？

没错，Kepler-70 是一颗表面温度高达 27000 度的 B 型次矮星。可是矮星的温度不是都不高吗，为啥这颗矮星的温度这么高呢？因为它其实是一颗红巨星的核心。由于外层的氢已经抛洒殆尽，恒星只剩下了富含氦的高温内核。等将来氦也烧得差不多了，它就会坍缩成一颗白矮星。

除了高温的恒星外，这颗行星距离恒星还非常近。刚才说的 KELT-9 b 距离恒星是 0.03 个天文单位，而这颗行星距离恒星只有 0.006 个天文单位，不及水星到太阳的 1/60。

发现什么了吗？距离恒星这么近，而这颗恒星又经历过红巨星阶段，那也就是说这颗行星很可能曾经进入过恒星的内部！

科学家推测，这颗行星原本可能是一颗气态巨行星。后来随着宿主恒星膨胀成红巨星，行星的大气逐渐被蒸发殆尽，最终被恒星整个吞掉。之后行星的内核在红巨星内部碎裂，只剩下一些碎片残留下来成为了如今的熔岩行星。

本文来自微信公众号：Linvo 说宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo

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