在太阳系边缘有着一颗矮星2012VP113,它是由美国卡内基科学研究所天文学家斯考特·谢泼德发现的。

据了解,该星球是一颗粉红色的星球,它的直径为450公里。
2012VP113位于冥王星更外侧的太阳系边缘地区,科学家曾认为那里没有行星。
这个由粉红色冰和岩石组成的行星在围绕太阳运转。
这些“新世界(600628,股吧)”一个比一个特别:有些巨大的气态行星让太阳系内最大的木星都相形见绌;
还有些行星的冰冷岩石上则几乎感受不到恒星的阳光。
其实,奇怪的行星一直在被发现,越来越多行星的轨道和成分让科学家感到难以理解。
光是银河系内可能就有1万亿颗行星。
所以,我们对于系外行星的了解可能连冰山一角都谈不上。
以下有九颗我们已知的最奇特系外行星——它们也只是我们对宇宙无垠的惊鸿一瞥。
最“恐怖”:奥里西斯(HD209458b) 整个星球像被烧焦一样
这颗行星拥有众多“第一”的记录,比如第一颗被发现的气态巨行星(而且是首次通过多种方法发现)、第一颗发现拥有大气层、大气中有氢气层的行星等等。
不仅如此,它也是目前唯一已经探测到大气层中拥有氧气和碳的行星。
这颗行星的正式命名“奥里西斯(Osiris)”是古埃及神话中的冥王的名字,他是文明与生命的赋予者。
▲小说家H.P.Lovecraft创造了克苏鲁神话体系。
最“原力”:塔图因(Kepler-16b) 两个太阳,致敬《星球大战》
研究行星的科学家曾提出了一种理论假设:环双星行星(CirumbinaryPlanet),也即一颗行星围绕两颗恒星运动。
这样的行星还真被找到了,开普勒16b就是这类行星中一位成员。
它被命名为塔图因(Tatooine)。
如此命名是为了向《星球大战》致敬,“塔图因”是天行者卢克的家乡,那里能看到两个太阳。
不过,卢克的家乡是适合居住的,而开普勒16b是一颗极其寒冷的气态行星,可能无法孕育生命。
尽管它并不处于宜居带中,但科学还是通过模拟运算,提出了行星上有生命的可能性。
开普勒天文望远镜的首席研究员WilliamBorucki表示:“鉴于我们的银河系中,大部分恒星都属于双星系统,这项发现意味着(这类行星上)孕育生命的机会比单一恒星周围的行星要大得多。
这项具有里程碑意义的发现证实了科学家已提出数十年,但一直没被验证的理论。
”
最“地球”:开普勒22b(Kepler-22b) 生命能否存活是核心问题
科学家一直在致力于寻找适宜居住的类地行星,所以“最地球”的头衔想必会不断更新。
开普勒天文望远镜最早的一批发现中,最有潜力成为第二个地球的是“开普勒22b”。
开普勒22恒星位于天鹅座,而这颗距离地球超过600光年的地外行星位于该恒星的宜居带内。

开普勒22b大小大概是地球的2倍,被认为是一颗“超级地球”。
它的公转周期则与地球相似,有可能存在液态水。
如果它的大气所带来的温室效应影响与地球相似,那它的表面平均温度会达到22℃。
▲有潜力成为宜居星球的行星越来越多
最“长寿”:玛士撒拉(PSRB1620-26b) 诞生在大爆炸10亿年后
我们到目前为止发现的最古老的行星,位于距离地球12400光年的天蝎座球状星团M4——这个恒星集团被认为已经存在了127亿年,这颗古老的系外行星被认为是和那些恒星一起诞生的,仅仅在大爆炸的10亿年后。
相比于地球的年龄(45亿年),它是名副其实的老寿星。
年龄大并不是这颗恒星唯一的独特之处。
它也是一颗“环双星”行星,而且是第一颗被发现的环双星行星。
它所环绕的两颗恒星也都不一般:一颗是脉冲星,另一颗是白矮星。
科学家在研究这个双星系统时,预言其中存在第三颗星体,而且这位“第三者”还不是一颗恒星。
▲从玛士撒拉的方向看它的两颗恒星(远处左侧白点为脉冲星,右为白矮星)
2003年,哈勃太空望远镜终于发现了目标。
NASA的发布会上,这颗最老的行星被冠以“玛士撒拉(Methuselah)”的名字——玛士撒拉是《圣经》中最老的人。
在最初发现时,科学家还不能确定它到底是一颗行星还是一颗褐矮星。
它最终被认定是一颗行星后,天文学家得出了结论:行星的出现并不是一个罕见的现象,在宇宙早期它们可能到处都是。
最邻近:比邻星b(Proximab) 霍金生前要探索的目标
距离太阳系最近的恒星是比邻星(ProximaCentauri),它是半人马-α三星系统中的一颗,距离地球4.22光年。
2016年,欧洲南方天文台宣布比邻星的宜居带中存在一颗行星“比邻星b”,它成为了距离我们最近的系外行星。
对于它是否宜居,科学家提出了不同观点。
首先,它围绕的比邻星是是一颗红矮星,比太阳冷得多,而且它极有可能像月亮一样被潮汐锁定,可能会受到恒星耀斑的严重影响。
▲霍金已逝,不知突破摄星计划未来会如何进展。
最“扎堆”:七大奇迹 (TRAPPIST-1planetarysystem)全部都有大气特征
宇宙中还有像太阳系一样,一颗恒星有许多颗行星的情况吗?答案是肯定的。
位于智利的凌日行星和星子小型望远镜(TRAPPIST)就发现了七颗地外行星,它们在围绕一颗超冷红矮星运动。
这颗恒星距离太阳约40光年,被命名为TRAPPIST-1。

这七颗行星也被形容为“七大奇迹”——它们(编号从b到h)被认为全部都有大气特征,6颗(c,d,e,f,g,h)表面温度适宜,5颗(b.c,e,f,g)的大小与地球相似,而且其中有3颗(e,f,g)被确认位于宜居带内,表面可能存在液态水——TRAPPIST-1f被认为是一颗岩石行星,很有可能有拥有一个液态海洋。
这些行星的发现,创造了太阳系外宜居带内的行星数量记录,也成了我们寻找外星生命的首选目标。
▲TRAPPIST-1行星系统与太阳系相似
最“黑暗”:(TrES-2b) 比煤炭还黑只能反射1%恒星光线
行星本身不发光,我们如果能观察到它们,主要是因为它反射了恒星发出的光。
不同行星对光的反射率不同,所以呈现的明暗也不同。
科学家通过凌日法发现的最暗行星,是位于天龙座,750光年外的TrES-2b。
它还没有一个正式命名,不过科学家形容它“比煤炭还黑”。
TrES-2b最初由跨大西洋(600558,股吧)系外行星调查项目(TrES)的天文望远镜观察到,开普勒天文望远镜上天后,又对它的参数有了新的修正。
它是颗气态巨行星,大小与木星相似,却比木星黑得多。
科学家发现TrES-2b表面的反射率比黑色涂料的反射率还低,反射的恒星光线还不足1%。
相比之下,木星能反射超过三分之一的太阳光。
▲这颗粉色的行星让科学家对行星的演化有了新的了解。
发现团队成员之一的MichaelMcElwain说:“如果我们能前往这颗巨行星,我们会看到一个仍在形成的新世界,散发着一种暗红色的光芒。
这会令人联想到深色的樱花。
根据当前的模型,气态巨行星通常与恒星有一定距离才能形成,但这颗粉嫩的行星与恒星的距离远远超过理论距离。
”对这颗系外行星的研究,可以让科学家对于行星的起源和发展有了更深入的了解。
最“昂贵”:巨蟹座55e(55Cancrie) 内部很有可能由钻石组成
这颗热气腾腾的岩石行星最初被称为“钻石星球”。
巨蟹座55e距离我们40光年,其直径约为地球的2倍,质量则是地球的8倍多。
它的表面温度达到了4900℃——因为它与恒星的距离比水星到太阳的距离还近26倍,公转周期只有14天。
这颗行星的正式名称是詹森(Janssen),这个名称是由荷兰皇家气象与天文学协会提交的,以纪念荷兰眼镜商人、第一台光学显微镜的发明者扎卡赖亚斯·詹森(ZachariasJanssen)。
▲巨蟹座55e是否有熔岩一直是科学家争论的问题
科学家认为这颗行星上有熔岩流。
NASA喷气推进实验室(JPL)的胡伦宇称:“如果这个星球上有熔岩,就会覆盖整个表面……但是厚厚的大气层中会将熔岩隐藏在我们的视线之外。
”由于这颗处于高温高压下的行星还含有大量碳元素,科学推测它的内部很有可能是钻石组成的——说它是“最贵之星”也不为过。
它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。
这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。
熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。
糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。
人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。
宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。
可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。
星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。
这看起来像是在违反第二定律。
这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。
引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。
而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。
比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。
这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。
两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。
正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。
在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。
可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。
G场生出一个暗能量项,而且是动态的。
暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。
现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。
比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。
这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。
膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。
宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。
但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。
总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。
那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。
所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。
比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。
但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。
引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。
若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。
来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.
每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。
这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。
左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。
图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。
这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。
然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。
通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。
暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。
在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。
标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。
科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。
一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。
然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。
因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。
而如此规模的模拟对算力要求极高。
团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。
模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。
这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。
模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。
来源:科技日报