奇特行星系统“内外颠倒”挑战科学认知

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文：李言

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2月13日发表在《科学》杂志上。

据路透社报导，该系统是利用欧洲航天局的“Cheops”空间望远镜观测到的，它由四颗行星组成——2颗岩石行星和2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。

这颗名为LHS1903的恒星，质量约为太阳的50%，亮度则仅为太阳的5%。

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4颗行星，竟然也是一颗岩石行星。

英国华威大学天文学家、该研究第一作者汤姆．威尔逊表示：“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4颗行星是岩石行星，外侧4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4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2颗岩石行星被归类为“超级地球”，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”，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4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4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。”

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天文学家、研究合著者安德鲁．卡梅隆表示：“第4颗行星碰巧是在气体耗尽时‘降生’？还是它与另1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4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。”

发稿：2026年3月6日