奇特行星系统“内外颠倒” 挑战科学认知

　　天文学家观察到一个“内外颠倒”的奇特行星系统：一颗岩石行星竟然运行在气态邻居的轨道之外。这一发现打破了传统的行星排列逻辑，显示该行星可能是在构成物质几乎耗尽的环境中“大器晚成”的产物。

　　这项研究结果于周五（2月13日）发表在《科学》（Science）杂志上。

　　据路透社报道，该系统是利用欧洲航天局（ESA）的“Cheops”空间望远镜观测到的，它由四颗行星组成——两颗岩石行星和两颗气态行星。它们绕着一颗距离地球约117光年、位于天猫座方向的红矮星运行。

　　真正引起科学家注意的是该系统的行星的排列顺序。最内侧的是岩石行星，中间两颗是气态行星，而根据现有行星形成理论应该是气态的第四颗行星，竟然也是一颗岩石行星。

　　英国华威大学（University of Warwick）天文学家、该研究第一作者汤姆‧威尔逊（Thomas Wilson）表示：“行星形成范式认为，靠近母恒星的行星应该体积较小且呈岩石状，几乎没有气体或冰。”

　　他接着说，“相反，距离较远的行星被认为是在寒冷地区形成的，那里有大量的气体和冰，会创造出拥有浓厚大气层的气态世界。而这个系统却在气态行星外围出现了一颗岩石行星，挑战了这一点。”

　　威尔逊将其称之为“一个内外颠倒的系统”。

　　在我们的太阳系中，内侧四颗行星是岩石行星，外侧四颗则是气态行星。而在气态行星轨道之外运行的类冥王星岩石矮行星，其体积远小于太阳系任何主要行星。

　　自1990年代以来，天文学家已检测到约6,100颗太阳系外行星。在这次新观测到的系统中，所有四颗行星与恒星的距离都比太阳系内侧的水星与太阳的距离更近。事实上，最外侧行星的轨道距离仅约为水星至太阳距离的40%。对于绕行能量远弱于太阳的红矮星的行星来说，这种情况很常见。

　　这两颗岩石行星被归类为“超级地球”（super-Earths），即像地球一样是岩石构造，但质量是地球的2到10倍。两颗气态行星则被归类为“亚海王星”（mini-Neptunes），即气态且体积小于海王星，但大于地球。

　　研究人员怀疑，该系统行星并非在围绕母恒星旋转的大型气体和尘埃盘中同时形成，而是按顺序形成的。第四颗行星在凝聚之前，原本可以用来构成其大气层的气体已被其兄弟行星耗尽。

　　威尔逊形容第四颗行星很可能是“大器晚成”。他说，“它在缺氧环境中比其它行星形成得更晚。当时其实没有太多材料来构建这颗行星了。”

　图为太阳系行星  (shutterstock)

　　另一种可能性是，它出生时带有浓厚的大气层，但后来在某场灾难中丧失，仅留下岩石构成的行星核心。

　　苏格兰圣安德鲁斯大学（University of St Andrews）天文学家、研究合著者安德鲁‧卡梅隆（Andrew Cameron）表示：“第四颗行星碰巧是在气体耗尽时‘降生’？还是它与另一个天体发生碰撞时大气层被剥离？后者听起来有些离奇，除非你还记得地月系统似乎就是这种碰撞的产物。”

　　这第四颗行星还因其潜在宜居性引发关注。它的质量是地球的5.8倍，温度约为华氏140度（摄氏60度）。

　　威尔逊说：“摄氏60度与地球上录得的最高气温（摄氏57度）非常相似，因此这颗行星绝对有可能宜居。未来的詹姆斯‧韦伯空间望远镜（JWST）观测可能会揭示这颗行星的具体环境，并帮助我们了解它的宜居程度。”