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在太陽系中,水星是已知最接近太陽的行星。在水星上,太陽光的輻射強度是地球上的15倍,這使得水星表面的最高溫度可達430 ℃。但水星幾乎沒有大氣層,熱量無法保持住,導致太陽光無法照射到的地方可以冷到-190 ℃。
不過,太陽系最熱的行星並非是水星,而是位於水星軌道外側的金星。儘管金星離太陽更遠,太陽輻射強度更低,但金星那由97%二氧化碳構成的濃厚大氣層產生了極其強烈的溫室效應,導致全球氣溫高至464 ℃。
放眼太陽系外,宇宙中還有比金星溫度高得多的行星。宇宙中有一種太陽系沒有的行星,這就是熱木星。這種行星的成分與木星非常相似,都是主要由氫氣和氦氣組成的氣態巨行星,沒有固體表面。
木星與太陽的距離約為5.2天文單位,表面溫度(氣壓相當於1個地球表面大氣壓之處)為-108 ℃。但熱木星與主恆星的距離非常近,軌道半徑不超過0.5天文單位,表面溫度可達數百度。
如果熱木星足夠靠近主恆星,經過長時間的引力作用,熱木星還會被潮汐鎖定(這就像月球相對於地球一樣),導致一側一直被恆星照射,另一側一直處在黑暗中。在這種情況下,熱木星白天一側的溫度會變得非常高,甚至可以達到上千度,KELT-9b就是一個例子。
KELT-9b位於天鵝座方向,距離地球670光年。這顆熱木星的質量為木星的2.9倍,半徑為木星的1.9倍。主恆星KELT-9是一顆A0型主序星,它的質量為太陽的2.5倍,光度約為太陽的30倍,表面溫度為9900 ℃。
觀測結果表明,KELT-9b的軌道半徑只有518萬公裡,這相當於地月距離的13.6倍,水星軌道半徑的十分之一。KELT-9b以很快的速度環繞主恆星公轉,繞行一周所需的時間還不到1.5個地球日(水星為88天)。
由於KELT-9b離主星很近,而且主恆星又非常熱,它接收到的恆星輻射能量是地球的2.4萬倍。另外,KELT-9b已經被潮汐鎖定,白天一側不斷受到恆星照射,導致那裡的溫度高達3780 ℃,這使它成為宇宙中已知最熱的行星,它是一顆名副其實的熱木星。
雖然KELT-9b不會像恆星那樣進行核聚變反應,但它的表面溫度已經超過了一些質量較低的紅矮星。紅矮星的質量不足太陽質量一半,最小的只有太陽質量的7.5%。
對於恆星而言,質量越小,引力坍縮效應越弱,核心區域的溫度和壓力越低,所以核聚變反應速率越慢,使得恆星的溫度越低。距離太陽最近的恆星——比鄰星是一顆紅矮星,它的質量為太陽的12.2%,表面溫度只有2780 ℃,比KELT-9b低了1000 ℃。
在KELT-9b白天的一側,由於溫度太高,分子將會分解成原子,天文學家在其大氣中檢測出鐵、鈦原子。主恆星產生的強烈輻射驅使KELT-9b的大氣層飛入太空中,速度高達60公裡/秒,這顆行星的大氣層正在快速消失。