最冷的行星有多冷

上回介绍了一颗被恒星“吃了吐”的系外行星 Kepler-70 b，它的表面温度甚至比太阳还要热。最热的行星我们见识过了，那最冷的行星能有多冷呢？

先前我们发现的大多数系外行星它们的表面一般都很热，尤其那些离恒星很近的热木星。但是 2006 年，一篇发表在《自然》杂志上的文章表示，天文学家在一颗红矮星附近发现了一颗超冷的系外行星（OGLE-2005-BLG-390Lb）。

红矮星除了众所周知的长寿外，它的温度也是出了名的低，表面温度通常在两三千度。所以它周围行星能获得的热量肯定比较少，如果再加上距离恒星比较远的话，那温度肯定高不了。

不过吧，温度这个东西很特别，高温时（比如几万、几十万甚至上亿度），对普通人来说它们之间有多大差别很难想象。但是低温却很直白，毕竟绝对零度（0K）在那放着，顶多差个一两百摄氏度，再低能低哪去。之所以有这种感觉，可能是因为作为碳基生物的我们本就生活在温度下限附近。

所以我们对每个恒星都划了条宜居带，宜居带的外边缘被称为“雪线”，意思就是过了这条线，像水、氨等挥发物只能以固态形式存在。

当然这只是个笼统的概念，就像上次说的行星平衡温度而非现实中的平均温度一样。对于系外行星来说，当它处于雪线以外时常规的方法就很难去观测，好在我们还有其他方法，比如引力微透镜法。

引力微透镜是一种间接探测系外行星的方法。引力透镜效应大家应该都很熟悉了，就是光线从一个大质量天体旁经过时，在该天体的引力影响下光线会被弯曲，像放大镜一样。引力微透镜也一样，只是这种情况下产生引力的天体它的质量比较小（通常是恒星级天体），它能产生的透镜效应也比较微弱，通常看不到像“爱因斯坦环”那种像，只是让背景星的亮度突然发生变化，或者产生微小的临时错位。这种方法在探测星际间的流浪天体时经常采用，比如之前介绍过的流浪行星。

虽然引力微透镜可以帮助我们找到一些雪线以外的系外行星，但是它也有一些弊端。比如除了恒星-行星质量比外，像具体的质量和距离这些参数都不能直接确定，只能通过其他方法来估算。

2005 年，天文学家在靠近银河系中心方向，距离我们 20000 光年的地方突然监测到了一起引力微透镜事件。随后经多台望远镜确认，研究人员认为该事件是由一颗红矮星和它周围的一颗低质量行星引起的。

这是一颗大约 5.5 倍地球质量的系外行星，距离母恒星 2~4 个天文单位（差不多相当于小行星带到太阳的距离）。我们知道，小行星带已经非常冷了，足有零下一两百摄氏度。而这颗行星的宿主恒星还是一颗 0.22 倍太阳质量的红矮星，这意味着这颗行星接收到的辐射只有地球接收太阳辐射的 0.1%。因此天文学家推测，它的表面温度可能还不到 50K，也就是低于-220℃，这使其成为目前已知最冷的系外行星之一。

如果这颗星球是一颗气态行星的话，那么它应该会像天王星、海王星一样是颗冰巨星，只是个头小一点。如果它是一颗岩质行星的话，那它的表面很可能被厚厚的冰层覆盖。只是构成这些冰的可能不是水，而是氨、甲烷甚至是氮。这样一颗星球看上去或许会和木卫二、土卫六类似，倘若再拥有一个熔融态核心的话，那厚厚的冰层下可能还会存在着液态海洋。这样一来，虽然行星表面温度很低，但演化出生命的可能性也不是完全没有。

其实这颗行星的发现重点不在于行星的温度有多低，而在于改变了人们先前对系外行星的认知。之前发现的系外行星基本都是大个头的气态巨行星，但通过这次的引力微透镜天文学家做出预测，在一般的恒星周围，具有亚海王星质量的行星可能会比大型气态巨行星更为常见。

果不其然，在随后的十几年里，越来越多像类海王星和超级地球这样的系外行星被发现。截至目前已确认的系外行星里，这两者已经占据了一大半的比例。

2016 年，还是借助引力微透镜法，天文学家又发现了一颗温度更低的系外行星（OGLE-2016-BLG-1195Lb）。

这是一颗表面温度仅有 33K（-240℃）的被称为“冰球”的系外行星。根据 2023 年的最新数据，它的质量大约在 10 倍地球质量，与母恒星的距离和我们地球到太阳的距离一致，也就是 1 个天文单位。既然不是太远，那这颗星球为什么这么冷呢？

对，因为它的宿主恒星太冷了。

这颗恒星是如此之小，亮度只有太阳的万分之一，以至于科学家们都不确定它到底是不是一颗恒星。由于质量仅有太阳的 7.8%，所以它很可能只是一颗点火失败的褐矮星。

除此之外上次说过，行星的反射率也会直接影响行星的表面温度。而这颗行星具有极高的反射率，大约是月球的五倍。本来都没多少光，还都反了出去。这些因素综合下来，就使得这颗星球的表面极度寒冷。

就像一开始说的，毕竟绝对零度在那放着，相对于极端高温来说极端低温还是比较常见的。这种极寒之地，其实在我们太阳系中就能找到。

比如位于柯伊伯带的矮行星 —— 冥王星。由于距离太阳 30~49 个天文单位，太阳光要照到这里需要花上几个小时，可想而知它能接收到的太阳辐射极其有限。在平均气温只有 44K（-229℃）的冥王星表面，液氮都得冻成块，而冥王星的大部分地表正是由这种冻结的氮冰构成的。

其实如果不考虑平均温度和实验室环境，太阳系温度最低的地方在哪，你可能绝对想不到。它在一个距离我们很近的地方 —— 月球。

我们知道由于缺少大气层，月球的昼夜温差非常大。白天阳光直射的地方能有上百摄氏度，而夜晚又会低至零下一两百摄氏度。这种情况下那些常年无法被阳光照射的地方就可能存在极端的低温环境，比如极地陨石坑中。

在月球极地的一些环形山底部，这里无法被阳光照射，一直处于极寒的黑暗环境。先前探测器在北极的埃尔米特环形山中测得了 26K（-247℃）的极端温度，使得这里成为太阳系中目前已知的温度最低的地方。

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

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