ستاره‌شناسان سیاره‌هایی یافته‌اند که دو برابر مشتری، عرض و بیش از ۱۰ برابر سنگین‌تر هستند، اما حدی برای اندازه سیاره‌ها وجود دارد.

کاوش در فراسوی منظومه شمسی

سه دهه پیش، از زمانی که ستاره‌شناسان به جستجوی فراسوی منظومه شمسی برای کشف سیاره‌های فراخورشیدی پرداختند، فهمیدیم که سیاره‌های راه شیری - و احتمالا کل کیهان - در وسعت و جرم‌های متنوعی وجود دارند.

بزرگ‌ترین سیاره‌ها

پیش از سال ۱۹۹۲ که اولین سیاره فراخورشیدی کشف شد، غول گازی مشتری که حدود ۱۱ برابر زمین وسعت دارد، عنوان بزرگ‌ترین سیاره شناخته شده را داشت. اما مشتری در مقایسه با برخی از جهان‌های بزرگ‌تر که از آن زمان کشف شده‌اند، ناچیز است.

برای تعیین اندازه سیاره دو معیار وجود دارد: عرض (دو برابر شعاع) و جرم.

با اندازه‌گیری بر اساس عرض، بزرگ‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی شعاعی حدود دو برابر شعاع مشتری دارند. این اجسام افراطی به ستاره میزبان خود بسیار نزدیک می‌چرخند.

ارتباط عرض و جرم سیاره

عرض یک سیاره و جرم آن مرتبط هستند، اما همیشه هم ارتباط مستقیمی بین این دو وجود ندارد. این امر به این دلیل است که سیاره‌ها در چگالی متفاوتند، به این معنی که برخی از غول‌های گازی با جرم کم می‌توانند به اندازه‌هایی بیشتر از سیاره‌های فراخورشیدی سنگین‌تر گسترش یابند.

به عنوان مثال، غول گازی HAT-P-67 b که شعاعی حدود دو برابر شعاع مشتری دارد، در حال حاضر جزو بزرگ‌ترین سیاره‌های شناخته شده از نظر عرض است. با این حال، این سیاره فراخورشیدی که ۱۲۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد، چگالی بسیار کمی دارد و تنها حدود یک سوم جرم مشتری را دارد.

WASP-17 b نیز تقریباً دو برابر عرض مشتری است. گزینه دیگر، KELT-9b است که شعاعی ۱.۸۴ برابر شعاع مشتری دارد.

بیشتر سیاره‌های سنگی هرگز به اندازه غول‌های گازی فوق‌العاده بزرگ نمی‌رسند. بزرگ‌ترین سیاره‌های سنگی که "ابر زمین" نامیده می‌شوند، حدود دو برابر عرض زمین هستند. در مقایسه، Wasp-17b شعاعی برابر با ۲۲ برابر زمین دارد.

جرم سیاره‌ها

بیشترین جرم سیاره‌ها حدود ۱۳ برابر جرم مشتری است. این شامل غول گازی HD 39091 b می‌شود که ۶۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و جرمی حدود ۱۲.۳ برابر مشتری دارد.

اندازه نهایی سیاره‌ها

ما انتظار نداریم سیاره‌هایی بسیار بزرگ‌تر از این غول‌های فوق‌العاده را کشف کنیم، زیرا یک سیاره وقتی به اندازه و جرم خاصی می‌رسد، به "کوتوله قهوه‌ای" تبدیل می‌شود.

کوتوله‌های قهوه‌ای اغلب به عنوان "ستاره‌های ناکام" شناخته می‌شوند زیرا در زمره غول‌های فوق‌العاده سنگین‌تر هستند، اما به اندازه کافی جرم ندارند تا همجوشی هیدروژنی عادی را در هسته‌های خود آغاز کنند. اما چیزی همچنان در قلب کوتوله‌های قهوه‌ای می‌سوزد.

مرز بین سیاره‌ها و کوتوله‌های قهوه‌ای در دهه ۱۹۹۰ تعریف شد و کوتوله‌های قهوه‌ای به عنوان اجسامی که بیش از ۵۰ درصد دوتریوم اولیه خود را می‌سوزانند، طبقه‌بندی شدند. این مرز در حد بالایی حدود ۱۴ برابر جرم مشتری قرار دارد، به این معنی که سیاره‌ها نباید بالاتر از این حد وجود داشته باشند.

سنگین‌ترین کوتوله قهوه‌ای کشف شده تاکنون SDSS J0104+1535 است که ۷۵۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و ۹۰ برابر جرم مشتری را دارد، اما شعاعی بین ۰.۷ و ۱.۴ برابر مشتری دارد. بنابراین در واقع، سنگین‌ترین کوتوله قهوه‌ای ممکن است کوچکتر از بزرگ‌ترین سیاره در منظومه شمسی ما باشد.