红矮星系统外围发现岩质行星

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来源：科技日报

科技日报记者 张佳欣

由英国华威大学牵头的全球天文学家团队，利用欧洲空间局系外行星特征探测卫星（CHEOPS），发现在一颗名为LHS 1903的红矮星系统外围，两颗气态行星之外，竟存在一颗远离恒星的岩质行星。这一“乱序”的排列方式，挑战了长期以来关于行星系统结构的经典模型。相关研究成果发表于新一期《科学》杂志。

在太阳系中，内侧行星（水星至火星）以岩质为主，而外侧行星（木星至海王星）则主要为气态巨行星。这种“先岩质、后气态”的行星分布模式，被认为是银河系中多数行星系统的典型特征。传统理论认为，靠近恒星的行星之所以呈岩质，是因为恒星辐射会剥离其气体大气层，只留下致密的固体核心；而气态巨行星则在更远、温度更低的区域形成，那里气体更容易聚集，行星也更容易保留气体。

然而，团队在观测LHS 1903冷暗红矮星时，发现其行星系统呈现出完全不同的结构。该系统已确认拥有4颗行星，最内侧是一颗岩质行星，其外依次是两颗气态行星，这一排列与现有理论相符。但借助CHEOPS的高精度观测，科学家在系统最外围发现了一颗小型岩质行星，而非预期中的气态天体。

这种奇特的无序结构使其成为一个独特的案例。岩质行星通常不会在远离母星、位于气态行星外侧形成。然而，围绕LHS 1903运行的这颗远端岩质行星，在形成过程中，似乎缺乏气体来源，未形成厚重的大气层。

团队随后评估了多种可能的形成原因，包括行星轨道交换、剧烈碰撞导致大气丧失等，但均未找到支持证据。他们最终发现，4颗行星可能并非同时形成，而是通过一种被称为“由内向外行星形成”的过程依次诞生。也就是说，这4颗行星是从靠近恒星的位置开始逐步向外形成。随着内侧行星不断吸积并清扫周围尘埃与气体，外侧区域的物质环境发生改变，使最后形成的行星处于气体贫乏状态，从而演化为岩质行星。

这是首次发现明确证据表明，某些岩质行星能在气体耗尽的环境中形成。这一结果不仅扩展了人们对行星形成路径的认识，也提示以太阳系为基础建立的理论框架可能需要进一步修正。