银河系恒星数千亿颗,为什么发现的行星只有几千颗,哪种更多?

有人问:已观测到的恒星有数千万颗 , 但行星只有数千颗 , 为何都说行星更多?
系外行星构想图
已经发现的系外行星有数千颗 , 没有发现的还有很多很多 。
所谓系外行星 , 不是指银河系外行星 , 而是指太阳系外行星 。 太阳系本来不是一个星系 , 只是一个恒星系统 , 为了叙述方便 , 在这里把太阳系外行星成为系外行星 。
在上世纪早期 , 由于观测手段的限制 , 人类还没有发现系外行星的存在 。 一直到了1990年 , 人类才第一次观测到系外行星 。
随着研究的深入 , 科学界对恒星系统形成的机理越来越清晰 , 知道了恒星和行星形成的过程 , 从而认为在恒星系统 , 行星是普遍存在的 , 而且一般都多于1颗 , 这样算来 , 有多少恒星 , 就至少会有多少行星 , 而且行星只会比恒星多了 。
银河系恒星数千亿颗,为什么发现的行星只有几千颗,哪种更多?】行星比恒星多就是这么来的 。
银河系恒星数千亿颗,为什么发现的行星只有几千颗,哪种更多?
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恒星的形成机制 。
恒星的形成 , 都是由一坨光年级星云渐渐收缩而成的 , 作为恒星系统的主恒星形成后 , 可以吸附掉全部星云质量的绝大部分 , 比如太阳就吸附了太阳系质量的99.86% 。 但扫地也扫不那么干净 , 总有一点点渣滓、小星子留在恒星吸积盘 , 然后经过碰撞凝聚 , 就会形成行星 。
太阳系被太阳吃剩下的0.14%残羹剩饭 , 就形成了地球、木星等八大行星 。 其他恒星系统的形成莫不如此 , 因此科学家们估计一般的恒星系统都有行星存在 , 就是基于这个逻辑推断 。
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并不是所有恒星都一定有行星 , 但绝大多数恒星应该都有 。
恒星依靠中心核聚变来维系自己的寿命的 , 越大的恒星中心压力和温度就越高 , 核聚变就越激烈 , 消耗的燃料就越多越快 , 因此越大质量的恒星寿命就越短 。 像一些大于太阳质量几十倍甚至几百倍的恒星 , 寿命一般都在亿年以下 , 且由于其光度和热量高辐射大 , 行星比较难以形成或靠近 。 但这种恒星很少 , 在银河系数量不到10% 。
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像太阳这样质量上下的恒星 , 在太阳系约有10%左右 , 太阳寿命约100亿年 , 行星就比较好形成和跟随了 。 而在银河系 , 小于太阳质量的恒星在80%左右 , 这些恒星叫红矮星 , 质量大多数在太阳的0.1~0.5倍之间 , 这种恒星寿命特别长 , 有的长达万亿年以上 。 这类恒星周围行星存在的可能性就很大 , 而且诞生生命的概率也很大 , 有人把红矮星称为“生命的摇篮”是不无道理的 。
现在在距离太阳最近的比邻星和巴纳德星都发现了行星 , 这两颗星都是比太阳小的红矮星 。 这也印证了中小恒星一般都有行星相伴的估计 。 像太阳质量及以下的恒星 , 行星一般都大于1个 , 甚至十数个 。 这样一说 , 大致就知道为什么科学界认为行星比恒星多了吧?
银河系恒星数千亿颗,为什么发现的行星只有几千颗,哪种更多?
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但为什么迄今发现的系外行星还只有几千颗呢?
这是因为行星相比恒星来说 , 实在是太小了 。 我们可以想象一下 , 太阳系所有行星、矮行星、卫星、小行星、彗星等天体加起来 , 质量只有太阳的0.14% , 其中最大的行星~木星 , 质量只有太阳的0.1% , 我们地球质量只有太阳的0.0003% 。
因此行星在太阳系隔远了都很难看到 , 出了太阳系 , 动辄数光年以上 , 就更难看到了 。 用世界顶级的太空望远镜观测天王星、海王星 , 也看得不甚清楚 , 只能够看到模模糊糊的影响 , 看到的冥王星就更只有一个模模糊糊的光斑 。 (见上图)
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哈勃空间望远镜拍摄的海王星照片 。
这些星球距离我们多远?海王星约30AU(天文单位) , 也就是45亿公里 , 也就是1光年的2102分之一;冥王星约40AU , 也就是约60亿公里 , 是1光年的1577分之一 。
而距离我们太阳系最近的恒星比邻星都有4.22光年 , 是冥王星距离的6655倍 。 在这样距离 , 我们肉眼连本身发光发热的恒星都看不到 , 就更别说只是依靠反射恒星光芒才被人看到的行星了 。
人们依靠大型天文望远镜 , 才能勉强看到比邻星 , 但也只能看到一个亮点 , 连圆面也看不到 。 目前能够看到的恒星圆面极少 , 只有那些距离很近 , 盘面又十分巨大的恒星 , 才能够被望远镜观测到一个模模糊糊的圆面 , 比如参宿四 , 直径约太阳的1000倍 。