低于一个地球质量:次级类地世界的探测、形成与性质

太阳系包含两颗质量远小于地球的行星——水星和火星,且所有证据表明,类似大小的行星围绕许多恒星运行。事实上,最早被发现的一批系外行星中,就有一颗是环绕毫秒脉冲星运行的月球质量级行星。新类别的系外行星激发了关于行星形成与演化新想法,这些“次级地球”也不例外:它们包括质量介于火星和金星之间的行星,而太阳系中不存在此类行星的类似物。天文仪器的进步与近期的太空任务开启了次级地球的探索前沿:Kepler任务已发现数十颗已确认或候选的、凌越其宿主恒星的次级地球。它能够在其最小的恒星目标周围探测到火星大小的行星,以及同等大小的系外卫星。尽管多普勒方法的应用目前受限于仪器稳定性,但未来的光谱仪可能探测到在邻近亮星近距离轨道上运行的同等行星。未来的天基微透镜任务应能探测到轨道范围更广的次级地球族群。对次级地球的普查将完成对系外行星质量谱的侦察,并检验行星形成模型的预测,包括低质量M矮星是否更倾向于拥有最小的行星。次级地球的性质可能反映其低重力、多样的起源与环境,但它们将难以捉摸:James Webb太空望远镜对食双星系统的观测可能为我们提供关于这些小世界性质的首批线索。