英国华威大学带领全球天文学家团队,用欧空局望远镜发现颠覆我们对行星形成认知的外层岩质世界
一支由华威大学牵头的全球天文学团队利用欧空局(ESA)望远镜,发现了一个行星系统,颠覆了我们对行星形成的既定认识——系统中出现了一个远距离的岩质行星。
在我们太阳系里,内侧行星(水星到火星)为岩质,外侧行星(木星到海王星)为气体。 这一“岩质→气体”的行星分布模式在银河系范围内屡次被观测到。 但直到华威大学Thomas Wilson博士带领的国际团队对一颗名为LHS 1903的恒星进行更深入观察时,他们的观测结果(已发表于《Science》)揭示了一个与此模式相违的四颗行星系统。

LHS 1903是一颗较小的红色M矮星,温度较低,亮度不如我们的太阳。科学家们利用太空和地球上的望远镜发现了绕LHS 1903运行的四颗行星。利用这些望远镜,他们将离恒星最近的三颗行星分为最内侧的岩石行星,而紧随其后的两颗行星则是气态巨行星。在最近的一项研究中,科学家们利用欧洲航天局的Cheops卫星调查了该系统的第四颗行星。他们注意到它比其他行星小得多,距离恒星更远,并发现它可能是岩石质的,比如金星。这令人惊讶,因为行星系统中岩石-气体-气态-岩石的行星顺序是罕见且极少观测到的。请注意,行星的距离和大小并非按比例尺计算——第四颗行星的外侧小得多,而系统中的其他三颗行星则小得多。图片来源:ESA
一. LHS 1903 行星系统LHS 1903是一颗凉而暗淡的红矮星。
其行星从内到外的初始序列符合常见模式:近距离岩质行星,随后两颗气体行星。
但借助ESA的CHaracterising ExOPlanet Satellite(CHEOPS),天文学家在系统最外层发现了意外的第四颗行星——而这颗最外层行星是岩质,而非气体。
“这种奇特的逆序让它成为一颗独一无二的内向外系统。” 论文第一作者、华威大学物理系助理教授Thomas Wilson博士表示,“岩质行星通常不会在距离主星较远、位于气体世界之外的地方形成。”
二. 传统模型与逆序的挑战传统模型认为:最靠近恒星的行星之所以岩质,是因为强烈的恒星辐射把其大气吹散,只留下致密的固体核心;
气体巨行星在更冷的外层区形成,那里气体可以积累并被行星保留。
LHS 1903远距离的岩质世界要么已经失去了气体大气,要么根本就从未形成过。
三. Wilson博士团队的探索Wilson博士与同事们尝试多种解释这一“游离岩质行星”的起源:
岩质与气体行星位置是否交换?
岩质行星是否因碰撞失去大气?
他们逐一排除了这些假设,最终发现四颗行星并非同时形成,而是逐一形成,即所谓的“内向外”行星形成过程。
若LHS 1903一次次地“生出”它的四颗行星,从内到外依次形成,则每颗行星在形成时会吞噬附近的尘埃与气体,随后才是下一颗行星等待在更远处的环境中可能以不同方式演化。
Wilson博士解释这一现象对岩质行星意味着什么:“当这颗最外层行星形成时,系统或已缺乏气体,气体被视为行星形成的关键物质。然而这里仍出现了一个小型岩质世界,违背了预期。看起来我们发现了首个在气体稀缺环境中形成的行星的证据。”
四. 岩质外层行星的意义该外层岩质行星可能仍是一个例外,或者它预示着行星系统演化的新模式。
无论是哪种情况,这一发现都迫使我们寻找超出传统行星形成模型的解释。
Isabel Rebollido(欧空局研究员)指出:“历史上我们的行星形成理论是基于太阳系的观测与认知。随着我们观察到越来越多不同的系外行星系统,我们开始重新审视这些理论。”
ESA CHEOPS项目科学家 Maximilian Günther 补充道:“关于行星如何形成与演化的许多方面仍然是个谜。找到像这样的线索正是CHEOPS的初衷。”
结语 这颗外层岩质行星的出现可能是偶然的孤例,也可能揭示了行星系统演化的新规律。无论如何,它是一项迫切需要解释的发现,远超我们传统行星形成框架的理解。
勇编撰自论文"Gas-depleted planet formation occurred in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903".Science.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。