海王星会变成超级地球吗?

　　一颗海王星大小的行星高悬星空，日以继夜地“吞云吐雾”，直到“日渐消瘦”、面目全非……一群好奇的天文学家挤在美国夏威夷的凯克望远镜前，目睹了位于距地球103光年之外这场行星“瘦身”的奇观。

　　身不由己的“瘦身”

　　为了区分体型不同的行星，天文学家将半径稍大于地球乃至于约为1.6倍地球半径的行星称为“超级地球”;而半径为地球半径2倍到4倍的行星则被称为“迷你海王星”，在天文学家发现的数千颗系外行星中，这种级别的行星很罕见。这颗正在“瘦身”的行星被称为TOI 560.01，是一颗迷你海王星，天文学家发现它时，它已经快瘦身成超级地球了。

中心恒星每时每刻都发射着强烈的射线，将行星大气剥离本体，占为己有。

　　好端端地，TOI 560.01为何要“瘦身”呢?天文学家猜想，也许这场“瘦身”并不是TOI 560.01主动发起的，它也是迫于无奈。由于行星的外部“群狼环伺”，它们对行星的外围气体虎视眈眈，时时想将之夺走，其中最强大的力量当属中心恒星。中心恒星每时每刻都发射着强烈的X射线跟紫外线，这些射线来到行星，将行星大气剥离本体，再占为己有。天文学家观察了TOI 560.01的“瘦身”过程，看到了其大气中的氦分子正以每秒20千米的速度飘向恒星。科学家将这一过程称为“光致蒸发”，根据行星体型和距中心恒星的距离差异，迷你海王星通过光致蒸发“瘦身”成超级地球需要一亿年到数十亿年不等的时间。

　　当然了，除了中心恒星外，还有一些力量会剥离行星大气，比如“太空车祸”。陨石的撞击会给岩石质行星留下永久的伤痕，同时还会撞走行星大量的大气，这可比光致蒸发带走的大气要多得多，因此行星瘦身的速度也更快，估计只需要一千万到一亿年。当然，这一机制中逃逸的大气就不一定飘向恒星了，比如美国哈勃望远镜观测到的距离地球73光年的迷你海王星HD 63433c，它大气中的氢分子正以每秒50千米的速度四散逃逸。

　　从迷你海王星的“瘦身”过程中，天文学家终于知道为何1.6倍至2倍地球半径的行星很少了，因为“瘦身”一旦开始就不受行星控制了，直到行星大气被彻底剥离，只剩下其岩石内核，减无可减之后行星才能安稳下来。“瘦身”结束后，迷你海王星就变成了超级地球，这样，处于中间地带的行星就数量稀少了。

　　海王星会变成超级地球吗?

　　太阳系中海王星的半径为地球半径的3.9倍，正处于“迷你海王星”的范畴，那么海王星会像我们观察到的系外行星那样瘦身成“超级地球”吗?光从行星体型来看，海王星是有可能“瘦身”的。但是，由于海王星距离太阳很远，离太阳系边界也有一定距离，它受到恒星的辐射很少，因此海王星“瘦身”成功需要的时间也许远在数十亿年之上。

　　不过，如果到那时，地球人还幸存着，瘦下来的海王星也许能成为人类的下一个家园。海王星之所以无法孕育生命，主要原因是海王星距离太阳过远，地表平均气温常年都在零度以下，以至于液态水都冻成了冰，生物自然无法生存。数十亿年之后，这种情况很可能会发生改变。天文学家估计，太阳会在50亿年之后步入晚年乃至死亡，衰老的太阳体积会膨胀得比现在大很多，大到足以将距离最近的金星、水星吞噬掉，地球和火星也会炎热到生物无法生存的地步，而对远方的海王星来说，也许那时的太阳发出的热量却是恰到好处。

　　虽然太阳进入了衰老期，但还能维持一段相当长的发光发热期。太阳氦核外圈的氢燃料耗尽后，开始进入塌缩过程，产生大量热量并最终抵达足够高的临界温度，从而开启另一个核聚变机制——氦聚变。在接下来的大约20亿年内，太阳将借助氦聚变维持发光发热，在此过程中产生的“灰烬”则是碳和少量的氧。当氦也消耗殆尽后，塌缩过程将再次启动，太阳核心将收缩成为一颗白矮星。由于白矮星的发热机制是收缩产热而不是核聚变，因此一开始太阳的温度会很高，表面温度可以达到2.8万摄氏度左右，其热量能够让海王星上的冰层融化，进而有大量的液态水出现。

即使是迷你海王星，也比地球大很多

　　此外，变大的太阳还会带来一个额外的好处，那就是剥离海王星大气，加速其“瘦身”。海王星具有厚重的大气层，其高层大气与底层大气的温度差和压强差很大，这种差异会导致其大气层里存在着强烈的热对流现象，很容易形成强大的风暴。而且，海王星表面几乎不存在固体物质，大气风暴不会受到任何阻力，以至于风暴持续壮大，甚至形成太阳系中最厉害的风暴。体积变大的太阳辐射出的X射线跟紫外线能到达更远的地方，对海王星大气的吸引力变大，能够更快速地削薄海王星大气层甚至将其剥离，使海王星核心的岩石内核裸露出来，成为一颗更适宜居住的“超级地球”。

　　因此，在未来太阳进入老年时，剥离了厚重大气层成功“瘦身”、处于合适轨道且有液态水的海王星很可能会成为人类的备选家园。