科技日報記者 張佳欣

由英國華威大學牽頭的全球天文學家團隊，利用歐洲空間局系外行星特征探測衛(wèi)星（CHEOPS），發(fā)現(xiàn)在一顆名為LHS 1903的紅矮星系統(tǒng)外圍，兩顆氣態(tài)行星之外，竟存在一顆遠離恒星的巖質行星。這一“亂序”的排列方式，挑戰(zhàn)了長期以來關于行星系統(tǒng)結構的經典模型。相關研究成果發(fā)表于新一期《科學》雜志。

在太陽系中，內側行星（水星至火星）以巖質為主，而外側行星（木星至海王星）則主要為氣態(tài)巨行星。這種“先巖質、后氣態(tài)”的行星分布模式，被認為是銀河系中多數行星系統(tǒng)的典型特征。傳統(tǒng)理論認為，靠近恒星的行星之所以呈巖質，是因為恒星輻射會剝離其氣體大氣層，只留下致密的固體核心；而氣態(tài)巨行星則在更遠、溫度更低的區(qū)域形成，那里氣體更容易聚集，行星也更容易保留氣體。

然而，團隊在觀測LHS 1903冷暗紅矮星時，發(fā)現(xiàn)其行星系統(tǒng)呈現(xiàn)出完全不同的結構。該系統(tǒng)已確認擁有4顆行星，最內側是一顆巖質行星，其外依次是兩顆氣態(tài)行星，這一排列與現(xiàn)有理論相符。但借助CHEOPS的高精度觀測，科學家在系統(tǒng)最外圍發(fā)現(xiàn)了一顆小型巖質行星，而非預期中的氣態(tài)天體。

這種奇特的無序結構使其成為一個獨特的案例。巖質行星通常不會在遠離母星、位于氣態(tài)行星外側形成。然而，圍繞LHS 1903運行的這顆遠端巖質行星，在形成過程中，似乎缺乏氣體來源，未形成厚重的大氣層。

團隊隨后評估了多種可能的形成原因，包括行星軌道交換、劇烈碰撞導致大氣喪失等，但均未找到支持證據。他們最終發(fā)現(xiàn)，4顆行星可能并非同時形成，而是通過一種被稱為“由內向外行星形成”的過程依次誕生。也就是說，這4顆行星是從靠近恒星的位置開始逐步向外形成。隨著內側行星不斷吸積并清掃周圍塵埃與氣體，外側區(qū)域的物質環(huán)境發(fā)生改變，使最后形成的行星處于氣體貧乏狀態(tài)，從而演化為巖質行星。

這是首次發(fā)現(xiàn)明確證據表明，某些巖質行星能在氣體耗盡的環(huán)境中形成。這一結果不僅擴展了人們對行星形成路徑的認識，也提示以太陽系為基礎建立的理論框架可能需要進一步修正。