本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
1995 年发现的第一颗围绕正常恒星运行的系外行星与我们自己的太阳系相比，绝非正常。飞马座 51 b 是一颗气体巨行星，每 4.23 天绕行一次轨道 - 这使其比水星绕太阳运行的轨道近八倍。这颗新行星至少有木星一半的质量，它不仅是最早的系外行星之一，而且是全新类型天体中的第一个 - 热木星。如此巨大的、富含气体的行星如何能在如此靠近恒星的轨道上存在，这是一个巨大的谜团。我们仍然没有完全理解所有细节，但似乎像这样的行星一定是在离恒星更远的地方形成的，然后通过诸如 星盘迁移 和系统中其他行星的 引力摄动 等机制，轨道演化将它们向内输送。
这些对我们来说是非凡的行星，但在宇宙背景下，它们远非不寻常。大约 3% 的恒星拥有像这样的巨型天体，它们在靠近恒星的轨道上运行；在这个拥有 2000 亿个太阳的星系中，这是一个巨大的总数。对于我们仍在起步阶段的寻找系外行星的努力来说，它们是一个福音，相对而言，它们更容易通过引力牵引对其母星进行探测，并且比更小或轨道更远的物体更有可能被看到凌星。热木星还为我们提供了第一瞥地外大气层的机会，从恒星加热的热点和 风暴 的明亮红外光芒，到一些基本成分 - 钠原子、氢、碳和氧。它们也以意想不到的方式让我们震惊；有些具有非常膨胀的大气层，有些则在 逆行轨道 上运行。
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但它们最违反直觉的特性之一通常被大众忽视。热木星往往非常黑暗。最近，Kipping 和 Spiegel 在《英国皇家天文学会月刊》上发表的一篇论文将这一点推到了聚光灯下（双关语）。行星 TrES-2b 于 2006 年被发现，因为它凌日于其类太阳恒星。TrES-2b 的质量是木星的 1.2 倍，轨道距离仅为 0.04 天文单位，以 2.5 个地球日的年长绕行。该系统也在 NASA 的 开普勒任务 的视野范围内，这使得 Kipping 和 Spiegel 能够深入研究极高保真的开普勒数据，以探测 TrES-2b 在其轨道上呼啸而过时可见光的变化。
使用这些数据，可以测量行星昼夜两侧亮度之间的差异 - 从我们的角度来看，夜侧是当它在我们和恒星之间穿过时，而昼侧是在行星绕到恒星背面之前和之后瞥见的。值得注意的是，开普勒数据显示，从这个恒星-行星系统到达我们的总光量变化在昼夜交替期间仅约为百万分之七。这转化为一项发现，即 TrES-2b 完全被照亮的昼侧几乎没有将任何比例的可见星光反射回我们。不仅如此，通过模拟行星大气可能的成分和结构，Kipping 和 Spiegel 发现，从昼侧看到的光至少有一半实际上来自行星自身的热量。如此靠近恒星，TrES-2b 的外层大气被加热到 1000 摄氏度以上，足以像壁炉中的余烬一样发光。
结论是，正面观察这颗行星反射的光线不到照射在其上的可见光的 1%，在他们最好的模型中可能只有 0.04%。它比黑色油漆更有效地捕获光子。原因是，在这些高温下，巨行星的外层大气可能没有反射性凝结物 - 没有云 - 而温暖的漩涡气体非常擅长吸收入射的光子。相比之下，我们系统中寒冷的木星富含反射性氨云结构，正面观察时会反射约 50% 的光。并非所有热木星都可能像 TrES-2b 那样黑暗，但我们尚未完全检查它们的特性，这很可能是一个共同特征。这种测量为我们提供了对与我们太阳系中任何事物都不同的世界的大气状态的绝佳洞察力 - 巨大的温暖气体球，吸收光子。
浑浊的黑色行星的概念非常有趣，并将这个结果带入了新闻，但是如果我们能用自己的眼睛看到 TrES-2b，它会是什么样子呢？这时，一点现实检验和视角就很有用了。照射到这颗行星上的星光大约比我们在地球上从太阳接收到的光亮 700 倍。因此，如果我们坐在 TrES-2b 周围的轨道上，即使只有 1% 的光反射向我们，对于我们微不足道的眼睛来说，仍然看起来非常明亮。事实是，如此靠近恒星，那么光子的巨大洪流将使所有反射物体看起来非常明亮，即使它们比木炭更暗。如果我们改为坐在 1 天文单位（相当于地球轨道）之外会怎样？我们可以使用金星作为衡量标准。金星反射了令人难以置信的 75% 的可见光，但距离太阳比 TrES-2b 距离其恒星远约 20 倍，半径比 TrES-2b 小 15 倍。那么，与满相的金星相比，TrES-2b 对我们来说会显得有多亮？
我已经掩盖了一些事情，但非常粗略地说，我们从 TrES-2b 看到的反射光子通量仍然比来自金星的光子通量多约 3,000 倍。由于人眼对亮度的响应近似对数，这意味着尽管 TrES-2b 的反射率非常低，但它在我们的天空中仍然会显得像金星一样亮 3 倍 - 当然，前提是您可以将其从太阳的眩光中分离出来，考虑到其微小的轨道。所以有趣的是，尽管这颗行星非常擅长吸收光，但由于它的位置，如果我们能近距离亲身观察它，它实际上不会显得漆黑。
热木星确实可能非常黑暗，但您最终看到的一切都是相对的。