14倍地球密度的行星，放射性元素星球？

上次我们介绍了棉花糖一样蓬松的行星和目前已知密度最小的系外行星每立方厘米不到0.1g的密度使其成为当之无愧的气体星球

我们见过低密度行星高密度的星球能有多高

因为我们这个系列的主题是系外行星，所以不会提到白矮星，中子星等恒星残骸毕竟这些天体不属于行星作为恒星，它们的原始质量远大于行星，坍缩后的密度也高得离谱，与行星相差很多个数量级

中子星图源Pixabay

通常情况下，行星的密度通常是每立方厘米几克，但白矮星的密度是每立方厘米几公斤甚至几吨，中子星的密度已经达到每立方厘米几亿吨到目前为止发现的系外行星中，开普勒—131c密度最大，密度只有78g/cm，和那些密度很大的恒星残骸比起来不算什么

开普勒—131 c

开普勒—131c是一颗8.25倍地球质量的系外行星，距离我们大约750光年，由开普勒望远镜发现八倍于地球的质量，说明它属于超级地球但作为一个超级地球，虽然质量大，但体积只有地球的60%，应该有非常高的密度

开普勒—131c的质量和半径

虽然它的密度无法与白矮星，中子星等致密恒星相比，但78g/cm的密度对于一颗行星来说已经非常夸张了。

前面说过，地球是太阳系中密度最大的行星，平均密度约为5.5g/cm即使在内核，密度估计也在每立方厘米十克以上

图源像素

要知道，黄金的密度只有19.32g/cm，所以即使这颗行星是一颗大金疙瘩，它的密度也只有开普勒—131c的1/4。

这颗行星可能是由密度更高的元素构成的吗。

可是，即使翻阅元素周期表，除了人工元素，锇是目前自然界中发现的密度最大的元素，其密度仅为22.59 g/cm。

一般来说，密度越大的元素越稀少所以锇是地壳中最稀有的元素之一，含量只有五千亿即使在宇宙中，锇的比例估计也只有600亿，所以锇可以说是宇宙中最稀有的元素之一可是，即使一颗行星完全由锇组成，其密度也只有78g/cm的1/3，可见开普勒—131c是一种怎样的存在

人工元素有可能达到这个密度吗。

首先，人工制造超重元素通常需要借助粒子对撞机，以极高的能量迫使两个原子核结合在一起比如目前人工获得的密度最高的元素金属，就是通过铁核高速撞击铅靶获得的，其密度可达41g/cm，几乎是锇的两倍

但这种元素通常具有放射性，非常不稳定，半衰期非常短，通常只有几毫秒即使是相对稳定的同位素，半衰期也超过十秒事实上，现实中很多类似的人造元素目前只能产生几个原子，而且马上就会衰变，所以几乎不可能获得稳定的物质

这样，你说开普勒—131c是一颗完全由这种放射性元素构成的行星可能吗只能说:有，但是不多

如果不先考虑放射性的问题，那么对于这样一颗密度真的那么高的星球会是一种怎样的体验。

首先，对于一个半径相近但密度如此之高的星球来说，其引力应该远大于地球如果忽略自转等因素的影响，通过简单计算引力加速度的公式，我们可以看到这样一颗行星的引力加速度大约是地球的11.7倍

g = GM/r^2

8.25/0.84^2约11.7克

近12 g的重力加速度是什么概念。

在高G环境下，人体的血液会被压向一边时间长了，不仅体内组织会缺氧，还会有毛细血管破裂等风险普通人在3 G的环境下可能长时间不省人事即使是训练有素的战斗机飞行员，如果在超过8 G的环境中持续十几秒钟，也有失去意识的风险

但是在这个星球上，你要长期承受12 g的重力加速度这就相当于一个原本80公斤的人突然要承受近一吨的重量

除了难以忍受的重力，开普勒—131c上的温度也很糟糕它的母星是一颗G型主序星，与我们的太阳大小和质量几乎相同开普勒—131c与恒星的距离只有0.17天文单位左右，几乎是水星到太阳距离的一半所以在这个星球上，只要是阳光直射的地方，肯定都是几百摄氏度但如果它缺少水星那样的大气层，那么它的背面应该是非常凉爽的，零下一两百摄氏度应该不成问题

事实上，在开普勒—131c的轨道上，还有另一颗行星开普勒—131b。

不过这个星球的密度也没那么离谱，只有每立方厘米6g左右，看起来和地球差别不大但是，作为一颗质量是地球16倍的超级地球，它的密度并不低正常情况下，质量超过地球10倍以上的行星通常是海王星这样的气态行星，而不是高密度的岩石行星

开普勒—131 b

但是这些行星真的如此密集吗尤其是开普勒—131c，如果密度真的那么高，如果不是放射性元素会是什么它的核心有没有一部分变成了白矮星那样的电子简并态但是以它的品质，根本没有理由

事实上，对系外行星特征的估计通常存在较大误差，尤其是在开普勒—131c的观测数据不充分的情况下虽然估计有8.25个地球质量，但这个数据也有5.9个地球质量的误差虽然密度是78g/cm，但是误差是55g

但你想想，就算我们真的最多多算55g，减去之后它的密度还是高达23g/cm，还是和锇的密度一样考虑到密度的不均匀性，内核的密度肯定会更高，所以仍然很难解释行星是由什么构成的

不过话说回来，毕竟宇宙这么大，只要不违背自然规律，再离奇的事也能算合理。