氣態巨行星

在太陽系內有4顆氣態巨行星：木星、土星、天王星和海王星。許多環繞恆星的系外行星已經被證實是氣態巨行星。牛津大學的湯姆-埃文斯指出：“當HD 189733b在母星後面穿過時，發現這一系統的亮度在光譜藍色部分呈下降趨勢。根據這一發現，可以判斷出這顆行星呈藍色，HD 189733b是一顆所謂的“熱木星”。這種巨行星的體積與太陽系的氣態巨行星類似，但運行軌道靠近母星。

氣態巨行星可以細分成不同的類型，“傳統”的氣態巨行星是木星和土星，主要的成分是氫和氦。天王星和海王星因為主要的成分是水、氨、和甲烷，而氫和氦只是最外層區域的主要成分，所以有時會被細分為“冰巨星”。幾乎所有的系外行星都因為軌道緊挨著恆星，或許是因為比較容易被檢測出來，因此是表面溫度很高的氣態巨行星，被分類為熱木星，而熱木星也是目前的系外行星中最普遍的類型。

“氣態巨行星”這一定義容易被理解成缺乏堅實的表面，但更加準確的說法應該是表面難以被明確定義。實際上，雖然它們有岩石或金屬的核心，但這樣的核心被認為是氣態巨行星本身所吸收的，木星和土星主要的質量 依然是氫和氦。在行星的上層部分，主要的元素還是氣體，在地球上就是如此，但是向行星的下層，它們被壓縮成為液體或是固體，越往核心密度越高。相似的，雖然天王星和海王星多數是冰冷的冰，這些行星內部極端的熱和壓力，使冰進入我們較不熟悉的物理狀態。因此，傳統上認為人不能在氣態巨行星上“登陸”，而像直徑、表面積、體積、表面溫度、和表面密度也都僅與從太空中能看見的最外面數層有關聯。

一顆最新被發現的系外氣態巨行星被進行了直接成像。這顆系外行星距離地球約300光年，對這樣的目標進行直接成像是極其困難的，這或許也是迄今進行直接成像的質量最小的系外天體。

2013年6月3日，歐洲南方天文台發布了一張成像清晰的照片，拍攝的目標是圍繞一顆年輕恆星(HD 95086)運行的氣態巨行星(編號為HD 95086 b)，照片是通過紅外波段拍攝的。在圖像中中央恆星的光線被遮擋以便顯現出行星體的亮光。系外行星HD 95086 b是藉由歐洲南方天文台的甚大望遠鏡拍攝到直接圖像的。基於這顆系外行星的亮度，科學家們估算認為其質量大約僅有木星的4~5倍。

這顆恆星和圍繞它運行的行星被置於南天船底座的星空背景之中進行了展示。這顆系外行星圍繞其恆星運行的距離大約為海王星到太陽距離的兩倍，或者地球到太陽距離的56倍。圖像中藍色的圓圈便是表示海王星的軌道大小，以此將兩者的實際尺度進行對比。

藉助間接方法，天文學家們正發現越來越多的系外行星，這樣的方法包括探查由於行星經過遮擋光線導致的恆星亮度下降，或者由於行星引力影響導致的恆星輕微晃動等等。

朱利安·拉美奧(Julien Rameau)是法國天體物理及行星學研究所的科學家，也是有關這項研究的論文第一作者。他表示：“對系外行星進行直接成像是一項極具挑戰性的工作，它需要藉助空間或地面最先進的設備。迄今為止僅有很少的幾顆系外行星實現了直接成像，每一次這樣的成像都標誌著在理解巨行星本質及其演化機制上的里程碑式事件。”

恆星HD 95086是一顆相對年輕的恆星，其年齡大約僅有1000萬至1700萬年。如此年輕的恆星周圍竟然存在行星和塵埃盤，這一點引起了研究人員的極大興趣。拉美奧的同事，研究組成員安妮-瑪麗·拉格朗日(Anne-Marie Lagrange)表示：“這顆行星的位置讓我們對它的形成過程產生疑問。”她說：“它既不是通過小岩石團塊的碰撞形成原始行星核，隨後繼續吸引形成外層大氣，也不是通過氣體塵埃盤中氣體團塊的失穩凝聚而形成。我們相信這顆行星與周遭吸積盤之間，或是與該恆星周圍其他行星之間的相互作用，有可能會讓這顆行星偏離其最初形成的位置。”有關這項研究的詳細情況將刊載於出版的《天體物理學報》上。