在迄今爲止發現的數千個恆星系統中，沒有任何東西，甚至遠程，就像我們的太陽系一樣。

唯一一種在外行星上成爲頭條新聞的新聞通常是關於一個新的“地球般”行星的發現，因爲人們對找到類似於我們自己的行星的前景着迷，這是正確的。在銀河系的其他地方尋找生命的想法絕對令人着迷。但它常常掩蓋了我們正在學習的有關太陽系外行星的許多其他事情，因此，我們正在學習太陽系。

在第一次系外行星發現之前很久，我們一直試圖弄清楚我們自己的系統形成的性質。我們談論了一個多世紀的研究，幾個世紀，即使我們要在牛頓和開普勒之前回去。我們這樣做的唯一方法就是看看我們曾經研究過的一個行星系統，這是我們自己的。而這一直是一切的基礎。

當我們能夠獲得足夠先進的技術來探測系外行星，特別是多個行星系統時，我們開始注意到它們有多奇怪。似乎每個多星球系統都迫使我們幾乎徹底改變了我們一直以來對行星形成的看法，因爲我們不斷髮現我們甚至無法想象的新型系統。

有史以來發現的第一個系統由這個真正奇異的行星組成，最終被稱爲熱木星。

如果你看起來像整個星球一樣火上澆油，那麼你離現實並不遙遠。這些行星是像木星一樣的氣體巨行星，但軌道非常接近它們的恆星，使它們的溫度更高。稱他們“熱”是輕描淡寫。這些行星絕對是炙烤的，達到了數千度的溫度（華氏溫度和攝氏溫度都有，這是在說些什麼）。其中最熱的一種是Kelt-9b，溫度約爲7,800°F（4,300°C）。相比之下，太陽表面約爲9,900°F（5,500°C），這實際上是相同的球場。

這種緊密接近也會導致一種叫做潮汐鎖定的東西，這意味着行星在其軸上的旋轉速率與其軌道週期相同，因此只有行星的一個“側面”面向太陽。我把“側面”放在引號中，因爲它在氣體巨頭方面有點複雜，因爲它們在地面意義上沒有堅固的表面。熱氣體仍將循環到夜晚，穿過圍繞整個行星周邊的巨大對流單元，並且可能也在其內部深處。很多氣體也完全從地球上吹走了。這有時會形成一個類似於彗星的 尾巴，在它圍繞它的恆星運行時落在行星後面。

我應該再次強調我們在這裏談論的熱度。當然，“數千度”聽起來像是我們頭腦中的一個大數字，但這有點難以想象。爲了給您一個想法，Kelt-9b的氣氛由鈦和鐵蒸氣組成。你知道... 金屬。但作爲一種氣體。Kelt-9b的溫度高於大多數金屬的沸點（是的，當你開始達到5,000-6,000°F或2,700-3,300°C時，它們確實具有沸點）。

當這種金屬蒸汽循環到永久性的一側時，它可能會冷卻，可能會冷凝成熔融金屬，下降到較低的高度，然後再循環回到地球的永久性一側。

如果這還不夠瘋狂，那麼從一個形成的角度來看，擁有一個接近其母星的天然氣巨頭的想法是非常瘋狂的。我們一直認爲我們在外太陽系中有氣體巨頭的原因是因爲那些距離處的冰的出現導致了更高濃度的固體物質。更堅固的材料，構建更大的行星。看起來很簡單吧？

嗯，顯然不是，因爲Hot Jupiters實際上很常見。事實證明，行星的軌道參數在其家庭系統的早期階段可能發生巨大變化，然後陷入其在未來幾十億年內發現穩定的任何軌道。這稱爲行星遷移。太陽系的天然氣巨頭也做了一點。他們只是向外做了。毋庸置疑，如果木星向內遷移，今天的太陽系將會非常不同。熱木星可能或多或少地形成於木星所在的同一個地方，但隨後慢慢地向內移動，可能是由於其形成的原行星盤的密度和梯度略有不同。

隨着奇異的系外行星發現，熱木星系統只是冰山一角。隨着開普勒任務的發佈以及許多地球觀測站（如Keck和TRAPPIST）的自適應光學系統的發展，我們對系外行星的理解呈指數增長，我們甚至發現了更奇怪的系統。

最突出的是，我們發現了另一類稱爲超級地球的行星。這個名字源於這樣一個事實，即這些是第一顆被發現的質量足夠低的行星，它們可能具有像太陽系的類地行星一樣的固體表面。因此，在這種情況下，“超級”只是一個拉丁語前綴，意思是“大於”，這並不能說明它們是如何像地球一樣。恰恰相反，正如我們後來發現的那樣，在許多情況下它們可能與地球完全不同，但我們稍後會談到它。

雖然我們在自己的系統中沒有這樣的行星，但我們發現這些類型的行星極爲常見，可能是我們發現的最常見的行星類型。然而，這可能是觀察偏差的結果，這使我們的研究結果偏向更大的行星，因爲較小的行星更難以發現。

不僅如此，我們發現整個系統完全由地球大小和超地球行星組成。它們尤其常見於稱爲紅矮星的低質量恆星，也稱爲M矮星，通常在非常緊密的系統中。這種最着名的系統是您之前可能聽說過的系統。它叫做TRAPPIST-1。

該系統由七個行星組成，所有行星的大小均在0.7-1.2個半徑範圍內，所有行星都在地球 - 太陽距離的約1％範圍內繞其母恆星運行。它們的母星非常小，僅比木星略大，但質量要高得多，是一顆恆星。

像這樣的系統可能是由原行星盤內的高密度帶形成的，由於空氣動力阻力和動力學不穩定性導致灰塵向內遷移，導致該區域內材料的重力失控俘獲（稱爲俘獲區）。（順便說一句，這與系統名稱“TRAPPIST”沒有關係，這只是發現它的天文臺的名稱，這是一個引用特拉普啤酒的背景。）

一旦行星形成，它們全部向內遷移，最終以近共振配置結束，其軌道週期與簡單的整數分數相關，如3 / 2,4 / 3,5 / 3和8/5。他們都與他們的父母明星保持着聯繫，這也意味着一方是永恆的一天，一方是永恆的夜晚。

開普勒已經發現許多其他系統在性質上與TRAPPIST非常相似，包括一些完全由大半徑超地球構成的系統。這些較大半徑的行星在我們的理解中佔據了一個奇怪的灰色區域，因爲它們正好位於它們可能是陸地或氣體行星的邊界。在我們自己的系統中沒有模擬，很難判斷這些行星是什麼樣的，直到我們對它們進行經驗測量，也許是從它們各自的母恆星的徑向速度測量。

然而，從我們迄今爲止所看到的情況來看，這些行星實際上可能介於兩者之間。事實上，這些可能是海洋行星，這在太陽系中並不存在，儘管地球可能接近於合格。一個例子是開普勒-22b，它位於地球半徑和海王星之間的中間位置。

儘管有大量的液態水，但這樣的環境可能不像看上去那樣好客，並且缺乏大陸和相關的地質過程（例如將光化學富集的材料侵蝕到海洋中）可能意味着沒有成分有機分子和生命的基本組成部分，至少我們知道。然而，這種類型的行星可以包括星系中所有行星的三分之一。

所有這些發現都朝着一個非常驚人的趨勢發展。我們一直在尋找所有這些類型的行星，我們認爲它們是如此奇怪和怪異，只是發現它們很常見。典型的甚至。

事實上，我們所知道的所有行星系統中最奇怪的系統，如幸運的話，實際上是太陽系。

在所有這些奇怪而迷人的系外行星系統中，許多人沒有意識到的是我們的家庭系統是多麼奇特和古怪。

我們已經知道，有地球上的生命，使我們至少少一個局外人的一點，但我們真的不知道只是多少我們一個局外人的是，在我們家系統的幾乎所有特徵。

這是真的，真的，真的很奇怪有一個系統有這麼多不同類型的在同一系統中的行星，全部分佈在差異如此之大軌道的距離，如此之大的變化的特點，深受未成形的原行星材料的小行星帶介導的，最重要的是，我們擁有地球，一個在質量和溫度上都非常完美的行星，它可以維持一個有足夠壓力的液體水的氣氛，但不能覆蓋整個地球的海洋，導致極其複雜通過海洋和大陸相互作用的地質過程，以及板塊構造，火山活動內部和支撐強大磁場的對流外核。

當然，事實上生活存在於此，也許是所有這一切的結果。

另一方面，對於我們發現的所有系外行星系統，儘管它們多樣化，最近的一項研究表明它們都有一個共同點：大多數行星系統都有大致相同大小的行星，大致相同相同的質量，並且相當均勻地或根據軌道共振間隔開。

實際上，所有這一切中的另一個奇怪的部分是，雖然太陽系是行星系統如此巨大的異常值，但朱庇特神的系統（木星及其衛星）本身實際上與大多數系外行星系統有更多共同之處。

只需將它與特拉普派-1進行比較（行星尺寸爲比例，距離爲不同比例，可見度）。

木星的四個最大的衛星特拉普派，歐洲，伽倪墨得斯和木衛四都具有相似的尺寸，在共振間隔的軌道上，就像特拉普派和其他緊密的地球行星系統一樣。真的，主要區別在於木星本身不是一顆恆星，甚至是當前定義的褐矮星。

這實際上可能是我們太陽系所有奇怪方面的根源。

甚至在我們開始發現系外行星系統之前，我們總是知道木星對系統形成的影響是非常重要的。這是因爲它對於一顆行星來說絕對是巨大的質量。實際上，木星折射太陽，大約佔太陽系總質量的68.2％。考慮一下。圍繞太陽旋轉的所有東西的質量的68.2％集中在一個奇異的地方。木星。

我們有木星小行星帶，因爲它的質量導致物體軌道的動態不穩定性，這些物體在其內部穿過軌道共振。木星在早期的太陽系中向外遷移，這反過來迫使其他氣體巨頭向外遷移，導致一個被稱爲晚重轟炸的災難性時代。當巨行星向外移動時，它們穿過未成形的，冰冷的，原行星的物質區域，在每個方向上重力地將它們彈射，這就是爲什麼太陽系中所有地球世界的表面都是如此沉重的隕石坑，不包括受到影響的表面像地球這樣的侵蝕過程。

對我們來說最重要的是，木星是導致火星大小的原恆星在數十億年前的早期重轟炸中撞擊原始地球的原因，太陽系的大部分仍在形成，爆發了相當大的原型- 地殼進入外太空。

相當數量的這種物質進入原地球軌道，形成一個短暫的環，最終合併到月球，我們現在必須感謝我們的海洋潮汐，大多數生物學家認爲這是一個重要的因素。地球上的生命起源。

在這方面，在很多方面，我們將我們的整個存在大部分歸功於木星和我們太陽系發展的獨特方式。

木星很可能形成於太陽系冰系外的誘捕區，溫度降至冰點以下，使水，甲烷，氨和其他碳氫化合物等“揮發物”固化成冰。僅此一點並不太常見。我們已經提到，在許多形成行星系統的情況下，誘捕區很常見，甚至可能是該過程的關鍵部分。因爲冰線提供了磁盤內材料密度的突然跳躍，這是失控引力陷阱的完美條件，因此木星的位置是合理的。

然而，可能使太陽能系統與衆不同的是它可能在磁盤內有多個高密度區域。除了我們在冰線上的高密度跳躍之外，在原行星盤的內緣上也可能存在高密度跳躍，類似於TRAPPIST-1的形成。意思是，我們的太陽系具有兩個行星系統的特點。陸地行星（內部太陽系）和氣體巨行星（外部太陽系）。

當然，木星動態地破壞了內太陽系中發生的許多事情，並且可能有其他行星可能被拋出或撞入太陽，或完全退出太陽系。Ceres可能是另一個主要的星球，如果不是木星重力破壞那個永遠是小行星帶的地區，而Ceres永遠是一顆矮行星。

根據Juno在其任務剩餘時間內返回的數據類型，我們可能需要重新考慮Jupiter實際上是什麼類型的對象。顯然它與恆星有很大的不同，但它與其他氣體巨頭的不同之處還在於它的質量，它在太陽系中的作用，以及它可能缺乏獨特的實心核心。也許木星應該被認爲是一顆棕矮星，或者可能被認爲是位於行星和褐矮星之間的一類新物體。也許，“超級星球”或類似的東西。

因此，我們對類似地球的行星的搜索不應僅限於查看具有與地球相似半徑和溫度的行星的系統，而且還要尋找具有類似木星的行星的系統。它的母星。

或者也許我們的太陽系並不是那麼不尋常，而且我們還沒有看到類似的東西，這是一個觀察偏差的問題，因爲與軌道週期一樣長的行星與木星和其他氣體巨行星一樣多更難以發現，因爲製造單個軌道需要這麼多年，並且通常對行星進行確認檢測需要不止一次通過它的恆星。

時間會告訴我們！

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一些補充說明：許多讀者已經提出了一些關於觀察偏差的非常好的問題，以及它如何適應我們迄今爲止看到的數據，我想進一步跟進這一點。這是一個直方圖，展示了觀察偏差對短週期軌道的強烈程度。

這表示軌道範圍大約是木星的軌道距離，但僅適用於多行星系統中的行星。太陽系的類地行星的半長軸標記爲參考。你會發現它嚴重偏向於其母星的0.5 AU範圍內的行星。雖然近緣系統的優勢與M矮星的相對丰度部分相關，而較大質量的恆星，我們在這裏看到的大多數是觀察偏差。

這意味着，對於當前有限的數據，我們主要關注這些系統的內部部分，或者只是特別緊密的編織系統。然而，我們看到的趨勢非常突出，一個行星的半徑與系統相鄰行星的半徑之間存在很強的相關性（幾乎完全在1.2的比例範圍內，而金星 - 水星的比率爲比較近2.5的情況，以及從一個行星到下一個行星的軌道週期之間的類似關係。內太陽系是這一趨勢中的重要異常值，特別是如果我們選擇將木星納入混合物中。

然而，我們不能得出的結論是，這種趨勢是否會延伸到更長的軌道週期，或者它是否只是短軌道週期行星的特徵。外部系統中氣體巨頭形成的動態可能會導致原行星盤中更多的混合，這可能會破壞內部系統的這種趨勢，這可能是太陽系的情況。

如果沒有關於更長週期行星的更多數據，很難說這是否是我們在這裏看到的以及是什麼使得太陽系不同以及是否存在完全不同類別的行星系統那裏與我們自己有相似之處，但目前被觀察偏見所掩蓋。

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