北京
【CNMO科技消息】科学界对岩石行星形成过程的传统认知正面临前所未有的挑战。近日，据Space.com报道，一颗密度极高、特征独特的巨型系外行星——GJ 523b——已被发现，其存在正在动摇天文学家对行星形成机制的根本理解。
地球与“巨型岩石行星”想象图
这颗新发现的行星由美国威斯康星大学研究团队主导观测，其规模数据令人震惊：直径约为地球的2.5倍，但质量却高达地球的23.5倍。这意味着它的密度远超寻常，是一颗异常致密的“巨型岩石行星”。
在现有的行星形成理论框架下，如此高密度、大质量的岩石行星形成过程被认为极为困难。论文第一作者Maxwell A. Croft研究员表示：“这与我们预期的结果完全不同。高密度行星本身并不罕见，但通常像地球或水星那样体积较小。而这颗行星比地球大2.5倍。”
GJ 523b最初由NASA的凌日系外行星勘测卫星（TESS）捕捉到信号，研究团队随后利用美国亚利桑那州基特峰国家天文台的地面望远镜进行了补充观测。观测数据综合计算结果显示，该行星围绕母恒星公转周期为17.75天，行星系统年龄约1.7亿年，属于相对年轻的系统。
大小、质量与“年轻恒星”三者的组合，对现有行星形成模型构成了重大挑战。按照经典行星形成理论，行星从岩石和金属构成的核心出发，通过从年轻恒星周围的气体与尘埃盘中吸积氢和氦来生长。太阳系的木星和土星等巨型气态行星，正是在核心质量达到地球约20倍时迅速吸积周围气体，形成厚厚的气体外壳。
GJ 523b的质量已超过地球的23倍，越过了演化为气态行星的临界值。然而，它并未成长为富含气体的行星，反而以异常高密度、缺乏大气的岩石核心形态存在至今。
超级地球区域
研究团队提出了两种可能解释：
大气剥离假说：GJ 523b在形成初期曾拥有厚重的大气层，但此后通过某种机制失去了大部分大气。母恒星的高能辐射或行星形成早期的剧烈活动，可能导致其气体外壳被剥离。
行星碰撞假说：两颗原行星在形成过程中发生剧烈碰撞，合并为一颗更大的岩石行星，而碰撞的巨大冲击力将两颗行星原有的气体层大部分抛向太空。
Croft研究员表示：“仅凭一个样本很难对行星形成整体下结论。虽然找到一万颗这样高密度的行星不太现实，但如果能再发现20到30颗，就能识别出一定的趋势”。
该研究成果已提交至国际学术期刊《天文期刊》（The Astronomical Journal），目前已在论文预印本服务器arXiv上公开，等待同行评审。
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