上回我們介紹了兩個位于白矮星和脈沖星周圍的行星，它倆分別也是目前已發(fā)現(xiàn)的體積最小和質量最小的行星。最小的行星我們已經見識過了，那最大的行星能有多大呢？

HD 100546 是一顆距離我們 300 多光年的年輕恒星，年齡大約在 1000 萬年左右。和我們太陽相比它就像個剛滿月的小 baby。因為剛出生不久，圍繞它的不是成熟的行星，而是一個由氣體和塵埃構成的圓盤，也就是原行星盤。

在這個系列第一期里我們說過，目前發(fā)現(xiàn)系外行星主要靠兩種方式:凌日法和視向速度法。

但是這兩種方式在有原行星盤的年輕恒星這里都不好用。因為凌日法行星會被塵埃盤遮擋；而視向速度法，幼年恒星的光球層又不穩(wěn)定，會影響恒星光譜。那怎么辦呢？

對，直接看！不就 300 多光年嘛，也不是太遠。

但是說著容易做著難，直接成像法雖然是發(fā)現(xiàn)系外行星的一種重要方式，但它的限制條件比較多。比如行星的個頭要足夠大，距離恒星要盡量遠，這樣才不至于被恒星的光芒掩蓋，加上現(xiàn)在又有個塵埃盤在這礙事兒，想直接看到行星確實沒那么容易。

不過塵埃盤雖然礙事兒，但也有它的好處。通常巨大的行星會在塵埃盤中鑿出一條又深又寬的縫隙，盤面上這些縫隙就成了天文學家在這里發(fā)現(xiàn)行星的線索。

2012 年，天文學家通過中紅外干涉測量的方式研究了塵埃盤的間隙特征。然后他們發(fā)現(xiàn)，這里可能存在著一顆超級巨大的行星，質量甚至有 30 倍木星質量以上。

不過研究人員也發(fā)現(xiàn)，僅靠這一顆行星來解釋塵埃盤的所有間隙，解釋力可能不太夠。因為它是一顆正在形成過程中的原行星，這個離譜的質量可能包含了部分塵埃盤或者其他行星的質量。另外，如果這顆行星真的達到這個規(guī)模的話，那它可能就不能算是行星，已經夠資格被稱為褐矮星了。總之，鑒于受限的觀測手段，別說個頭，這顆行星是否真的存在都還有很大不確定性。

隨后，另外兩個團隊針對該天體進行了專門的研究。結果發(fā)現(xiàn)，在恒星偏北方向的塵埃盤中確實存在一個明亮的發(fā)射源。只是這次對質量的預估已經降低到十幾倍木星質量?？紤]到這里面的水分仍然不小，研究人員認為它應該是一顆新形成的氣態(tài)巨行星，而非褐矮星。

此時這顆行星依然只是一顆候選行星，因為我們還缺少關于軌道周期這些行星的基本數據。

2015 年，研究人員首次利用多波段進行了高對比度的成像研究。這次雖然在質量上沒有給出更精確的結果，但是他們這次給出了這顆行星較為精確的大小 ——6.9 倍木星半徑。同時他們也計算出其軌道周期大約為 250 年，這意味著該行星的質量應該不會特別大。至此，這顆位于原行星盤中的正在形成中的系外行星正式被確認。

除此之外研究人員發(fā)現(xiàn)，在這顆行星的外側，那里似乎還存在著另一顆行星，它的質量似乎更大。

六年后，一篇發(fā)表在 2021 年 7 月《天文學與天體物理學》期刊上的文章中，研究人員再次通過阿塔卡瑪射電望遠鏡對該原行星盤進行了詳細的觀測和分析。這次研究人員利用光滑粒子流體動力學(smoothed-particle-hydrodynamic)對這兩顆原行星進行了精確模擬。

在模擬結果與觀測結果吻合的情況下，這次終于得到了這兩顆行星較為精確地數據:那個 6.9 倍木星半徑的巨行星，其質量約為 3.1 倍木星質量；而它外側的那顆質量高達 8.5 倍木星質量，不過后者目前仍然處于待確認狀態(tài)。

6.9 倍木星半徑，單從尺寸來說這已經是目前已知行星個頭的天花板了，但是如果從質量來看的話，無論是 3.1 倍還是 8.5 倍，距離極限值都還有些距離。

HD 206893 c 是一顆距離我們 130 光年的系外行星，經過精確地動力學測量，它的質量大約在 12.7 個木星質量，如此高的質量以至于它的表面溫度接近上千度。

一個上千度的氣態(tài)巨行星，這聽起來像什么？是不是很像一顆恒星？而在它的外側還有一顆更夸張的“行星”，它的質量甚至達到了 28 倍木星質量，這已經妥妥的是一顆褐矮星了。

所謂褐矮星，就是那些因為缺了些質量從而無法使內部的氫發(fā)生聚變，所以不被歸為恒星的一類亞恒星。雖然氫沒法被點燃，但只要達到 13 倍木星質量以上，讓它的同位素氘發(fā)生聚變已經足夠了。至于是否能持續(xù)燃燒以及能燃燒多久，這個和具體內部結構有關。這類“著了但又沒著”的亞恒星就被稱為褐矮星。

所以如果單從質量上看，HD 206893 b 確實不折不扣是一顆褐矮星。因此 HD 206893 算是一個非常特殊的混合行星系統(tǒng)，因為它同時包含了恒星、行星和褐矮星三者。這種情況對天文學家來說還是第一次遇到，它對研究褐矮星和超級巨行星它們之間的區(qū)別很有幫助。

其實關于這類臨界天體如何去分類，目前還存在爭議。比如作為無法成為恒星的褐矮星來說，雖然它已經很“失敗”了，但有一類天體比它還“失敗”，就是“次褐矮星”，它的質量甚至可以低至 1 倍木星質量。

“1 倍木星質量”…… 這不就是個行星嗎？

其實這里面關鍵在于它的形成方式:如果它像木星那樣誕生于恒星的原行星盤，那它就是行星；如果它像恒星一樣是由氣體云直接坍縮而成，那么它就是次褐矮星。但是對于游蕩在星際間的這種次褐矮星，我們叫它“流浪行星”似乎也說得過去…… 是不是感覺挺亂的？沒錯，之前直接根據質量劃分，現(xiàn)在還得看它的形成過程，關鍵是當初它具體是怎么形成的現(xiàn)在也很難說。所以關于是褐矮星還是行星，它們到底怎么區(qū)分，現(xiàn)在仍然存在爭議。

說到這兒我又想起了可憐的冥王星。當年國際天文學聯(lián)合會還專門開會探討過是否把它踢出大行星隊伍，最后冥王星被降級為矮行星，太陽系恢復八大行星。

這時候就有人會說:“你們也太自以為是了，怎么劃分那是人類的事，天體該怎么樣還是怎么樣?！?/p>

沒錯，就像鳥類學和鳥的關系，小鳥能不能飛輪不到人類說三道四，歸納總結是我們自己的事。“完善分類”可不是天文學家的閑來無事之舉，它不僅為今后的研究提供便利，同時也代表著我們在這方面有了更全面、更深刻的認識，這對日后的科學發(fā)展還是有著重要意義的。