在这幅艺术家的构想图中，新发现的“超级地球”开普勒-10c（Kepler-10c）占据了前景。图片来源：David A. Aguilar (CfA) 我们了解到，宇宙是一个拥挤的地方——因此，今天在美国天文学会第224次会议上举行的拥挤的新闻发布会上发布有关系外行星的最新发现，也就更加恰当了。最引人入胜的发现提供了两种在我们太阳系中不存在的新型行星的证据：气态矮星和超级地球。这两类行星打破了行星要么是小而岩石质，要么是大而气态的一般经验法则——它们分别加入了它们的镜像，即小而气态和又大又岩石质的组合。通过这样做，这些发现颠覆了科学家们关于行星的大小如何预测其组成的假设，以及我们可能在哪里找到宜居世界的假设。
发现气态矮星
哈佛-史密森天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的Lars A. Buchhave及其同事发现了大小介于地球和海王星之间的“气态矮星”。Buchhave及其同事检查了绕400多颗恒星运行的600多颗行星的数据，并按大小进行分类。他们在约3.9倍地球大小处看到了一个预期的分界线：质量较大的行星是类似木星的气态巨星；质量较小的行星被认为是岩石质的类地行星。但是，令他们惊讶的是，他们在该组行星中看到了**另一个**分界线，约在1.7倍地球大小处。较小的行星确实是更岩石质的类地行星。但大小在1.7到3.9倍地球之间的行星代表了一类新的行星——气态矮星，它们拥有厚厚的氢和氦大气层，但核心是固态岩石。研究人员还将这些分界线与行星的宿主恒星进行了比较，发现不同类别的行星也与其恒星的金属丰度相对应。（天文学家使用“金属”一词来表示除氢或氦以外的任何元素。）气态巨星倾向于围绕金属含量丰富的恒星形成，气态矮星围绕金属含量较低的恒星形成，而类地行星则围绕与太阳非常相似的“最佳”金属含量形成，其金属含量最低。这很有道理，因为行星自身的金属丰度与其恒星的金属丰度相对应（它们都来自同一团气体和尘埃云）。因此，质量更大、金属含量更高的行星最有可能吞噬周围的任何气体，从而形成金属含量高的气态巨星。最后，Buchhave讨论了行星的大小与其在围绕恒星的距离的关系：随着距离的增加，岩石质和气态行星之间的分界线也会增加。这意味着，假设它离恒星足够远，那么就没有理由不能存在“巨大的岩石行星”，正如他所说的那样。由于我们目前的行星探测技术偏向于较小的岩石行星，这意味着我们可能会错过一大类系外行星去搜寻和研究。
超级地球的崛起
与会者还听说了另一种新发现的行星类型：超级地球。天文学家早就知道围绕着一颗名为开普勒-10（Kepler-10）的类日恒星有两颗行星，但除了第二颗开普勒-10c（Kepler-10c）的大小约为地球的2.3倍之外，无法了解太多关于它的信息。但是，得益于新的、更精确的技术，他们终于能够计算出它的质量，结果让他们大吃一惊：这颗不起眼的小行星的质量是地球的17倍多。“事实证明它是一颗非常、非常巨大的固体行星，”首席研究员、同样来自CfA的Dimitar Sasselov说。“恰当的称呼应该是‘比超级地球更大的东西’。称它为‘超级地球’怎么样？”这颗庞大的行星可能与地球具有相同的基本成分，只是质量更大，并且被压缩得更紧密。至于行星如何在不吸收足够附近气体变成气态巨星的情况下变得如此致密和巨大，科学界有一个简洁的答案：我们现在还不知道。但理论家们正在努力弄清楚这一点，这些发现提供了更多的数据来尝试阐明行星形成的细节。这一发现也预示着搜寻真正宜居的系外行星，甚至可能是地外生命的希望。开普勒-10及其行星已有约110亿年的历史，是太阳系的两倍，远早于科学家们认为岩石行星可能形成的时间。将搜寻范围扩大到包括这些古老的行星，会大大增加我们找到宜居行星的可能性。
