开普勒-90 f

Kepler-90 d和f有什么不同？

Kepler-90 f的半径约为地球的2.88倍，内侧的d约为2.87倍。两颗行星的大小几乎相同，但f接收到的能量约为d的37%。因为它们围绕同一颗恒星运行，且年龄和大小相似，所以是比较接收能量差异对大气影响的好对象。但是两颗行星的实际质量和大气尚未测量，因此无法得知这种差异会产生什么结果。

• 约124.91天 通过重复凌日测得的f的公转周期
• 约为地球的2.88倍 通过凌深和恒星大小计算得出的f的半径
• 约为地球的6.8倍 计算得出的f接收的恒星辐射量
• 约2.7倍 d比f接收更多的恒星能量

为什么围绕同一颗恒星运行的两颗行星适合比较？

行星遮挡星光的程度取决于行星与恒星的大小比例。d 和 f 经过同一恒星前方，因此如果修改中心恒星的半径，两颗行星的半径也会几乎按相同的比例一起变化。即使恒星的大小存在误差，在比较两颗行星时，这种影响也会减小。以当前代表值计算，f 的大小比 d 大约 0.35%，两颗行星遮挡的星光差异仅约 0.7%。

这个差异远小于两个半径的测量误差。因此，与其纠结哪颗行星实际更大，不如说根据当前观测，很难区分两颗行星的大小。重要的是，绕同一颗恒星运行的两颗行星的大小在观测误差范围内几乎相同。

d 和 f 遮挡了相同量的星光，因此被认为大小几乎相同。但两颗行星的岩石核心和气体各自有多少，目前尚不清楚。

d和f的质量是如何估算的？

NASA系外行星档案中，d的质量约为8.60地球质量，f的质量约为8.65地球质量。单看数字，它们不仅半径相同，质量也像是一对相同的。然而，这两个数值并不是分别通过测量恒星的摆动或行星互相作用的引力效果得到的结果。它们是通过对两个半径应用相同的质量-半径关系所得到的预估值。

由于两颗行星的半径几乎相同，因此采用相同的统计方法，质量也会得出相近的结果。用这个估计质量计算平均密度，两颗行星也必然会显示相似。因此，这并不意味着它们的尺寸、质量和密度都是分别测量后得到的相同数据。实际上，这是基于测得的半径，一个接一个地计算出质量和密度的结果。

1. 恒星光度下降量 测量出d和f几乎遮挡了相同数量的恒星光。
2. 半径计算 应用恒星的半径后，得出d约为地球的2.87倍，f约为2.88倍。
3. 质量估计 根据相似大小的其他行星统计，估计d约为地球的8.60倍，f约为8.65倍。
4. 未来需要的测量 必须分别观测两颗行星的引力对恒星或邻近行星的影响，以计算它们的实际质量。

接收到的能量不同时，温度会相差多少？

d接收到的恒星能量约是地球的18.2倍，f约是6.8倍。能量差约为2.7倍，但简单计算得到的温度d约为520K，f约为407K，差别约为1.28倍。随着温度升高，行星向太空散发的热量也会非常迅速增加，因此接收能量增加2.7倍并不意味着温度也会增加2.7倍。

这个计算只是比较两颗行星被加热的程度，并不是真正测量了气温。若云量、地表反射光线的程度、大气成分以及昼夜热量转移情况不同，实际温差也会不同。两颗行星的大气和地表尚未被观测到。

强烈的星光会对行星大气产生什么影响？

开普勒发现的行星中，半径约为地球1.5至2倍的行星相对较少。半径更大的2至3倍地球大小行星，常被认为是在岩石核外包着氢、氦等轻气体。恒星形成初期的强紫外线和X射线可能使行星气体逃向太空，离恒星越近，影响往往越大。d和f大小相近，接收的能量却差异很大，因此很适合用来检验这种解释。

但是大小相同并不意味着一开始拥有相同量的大气。d如果接受更多能量但仍保持和f相同的大小，可能是d的岩石核更重，或最初的大气更厚。这两颗行星从一开始就由不同的物质构成的可能性也存在。仅凭现有资料无法确定哪种解释是正确的。不能将多颗行星表现出的普遍趋势断定为d和f的实际历史。

页面上看到的颜色和云彩不是观测照片，而是为了帮助理解的图示。d和f的半径是通过凌日观测获得的，但两者的质量是通过其他行星统计推测的值。接收的能量和计算温度也是使用恒星值和轨道及简单热条件的结果，并非实际大气状态。

要确认两颗行星的差异，还需要测量什么？

通过测量d和f的实际质量，可以首次独立比较其在半径几乎相同的情况下平均密度是否相同。如果密度不同，岩石核心和气体层的比例也很可能不同。有一种方法是结合分析多个时刻的通过时间，或者由于行星引力测量恒星运动速度较长时间，但在遥远且昏暗的Kepler-90中，很难分辨出微小的变化。

如果观察穿过两颗行星大气的星光，可以根据接收到的能量差异比较分子、云和热量的迁移如何改变。目前已确定的是，两颗行星的大小几乎相同，而且f接收的能量远低于d。其内部结构是否相同，及大气是否不同，尚未确认。

来源

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 d and f Parameters and Mass Provenance
• Astronomy & Astrophysics — The Planetary System to KIC 11442793
• The Astronomical Journal — A Gap in the Radius Distribution of Small Planets
• The Astrophysical Journal — The Evaporation Valley in the Kepler Planets
• Monthly Notices of the Royal Astronomical Society — Testing Exoplanet Evaporation with Multitransiting Systems
• The Astrophysical Journal — Probabilistic Mass–Radius Relation
• NASA Science — Kepler Transit Method