开普勒-452b，一颗绕着其他恒星公转的类似地球的行星。根据开普勒望远镜的观测数据，银河系里这样的行星有几十亿颗之多。图片来源：NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

这已经不少了。我知道，跟开普勒监测的150 000颗恒星比起来，30颗看起来并不多，但你还得考虑到——并非所有行星绕着恒星公转的轨道都刚好侧对着地球。大多数行星的公转轨道平面，跟我们的视线方向都有一个夹角，所以那些行星并不会遮挡恒星，我们也就监测不到凌星现象。从统计上说，这样的行星至少占到99%！因此，在开普勒盯住不放的这一小块天区当中，宜居带中地球大小的行星大概就有3000颗。

只有公转轨道平面侧对着我们视线方向的行星，才会发生凌星现象。从统计上看，不发生凌星现象的行星，至少占到99%！图片来源：Greg Loughlin

然而，这还不止。银河系里的恒星总数超过千亿颗。简单外推一下，这意味着银河系里类似的行星就有几十亿颗。

几十亿颗呀！

哇！

超级地球与迷你海王星

某样东西，在你只找到一个的时候，很难知道它应该归入哪一类。毕竟，你只有一个样本！打个比方，如果你在丛林里发现了一只古怪的蜥蜴，这很有趣，但也只能向你证明这样的蜥蜴是存在的。会有更大的吗？更小的呢？这样的蜥蜴有多少？它们吃什么，住在哪里，跟其他蜥蜴又有什么关系？这些问题你很难回答。

行星也是一样。找到一颗行星，很赞。太阳系外有行星存在！这可是一条大新闻。

然而，只有当我们找到更多、非常多、成千上万颗之多的行星时，科学研究才算得上是真正开始。确切来说，这正是太阳系外行星分类学的开启之时。

有了开普勒目录里的数千颗系外行星，一些趋势开始显现。木星那样的气态巨行星有不少，有些甚至比木星还要重得多。地球大小的行星显然也被发现了不少，还有许多行星比海王星小了那么一点点。

然而，新的目录显现出了一件非常古怪的事情。天文学家发现了许多大小跟地球差不多的行星，最大的能到地球直径的1.5倍。但是，如果个头再大一点，行星的数目便出现了突然下跌。然而，直径一旦超过地球的2倍再大一点，行星的数量又会重新回升。这个趋势在之前的数据中就有体现，atv，现在随着新数据的加入，更大的行星样本已经足以证明，这不是一个假象。在统计上，这个空缺很显著，是真实的。

太阳系外行星数量按大小分布的直方图：纵轴为每100颗恒星平均拥有的行星数，横轴则是行星相对于地球的大小。在1倍到两倍地球半径之间，行星的数目出现了一个明显的空缺。图中画出的两颗太阳系外行星，是空缺两端行星的典型代表。图片来源：NASA/Ames/Caltech/University of Hawaii (B. J. Fulton)

个头较小的这一边，我们称那些行星为超级地球，而在个头较大的那一边，我们称它为迷你海王星（海王星的直径大约是地球的4倍）。在超级地球和迷你海王星之间，出现了一条明显的鸿沟。这条鸿沟向我们透露了一些重要的事情，具体是什么还不清楚。不过，我们可以猜测。

行星形成于盘旋在新生恒星周围的物质圆盘，称为原行星盘。细节很复杂，但大体上就是小颗粒先形成，然后通过碰撞粘连在一起而越长越大。在数百万年的时间里，这些家伙成长到宽约1千米左右（我们称它们为星子），然后星子碰撞形成更大的原行星，宽约1000千米左右。

这些原形星成为了真正的类地行星的核心。如果原行星在长到地球大小时物质便耗尽了，它就会停止成长。但如果仍有物质供给，它就能长到更大。一旦成长到地球直径的大约1.5倍（这意味着它的质量将超过地球质量的3倍），它的引力就会变得足够强大，开始有能力吸附氢、氦之类更轻的气体。对于这颗年轻行星来说，这一刻堪称分水岭，因为它周围有大量这样的气体。它能够长到更大，“跳过那条鸿沟”，成长为一颗迷你海王星（至少会长到这么大；它还可能成长为一颗真正的气态巨行星，就像土星或者木星那样，但这类行星远不如迷你海王星那么普遍）。

至少，这是天文学家目前的观点。