近日,天文學(xué)領(lǐng)域傳來(lái)一項(xiàng)令人矚目的發(fā)現(xiàn):天文學(xué)家在研究一顆紅矮星系統(tǒng)時(shí),意外發(fā)現(xiàn)了一顆違背現(xiàn)有行星演化理論的超級(jí)地球。這一發(fā)現(xiàn)刊登在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上,引發(fā)了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。
這顆紅矮星被命名為“LHS 1903”,位于天貓座方向,距離地球約116光年。它的體積和質(zhì)量都遠(yuǎn)小于太陽(yáng),半徑和質(zhì)量分別約為太陽(yáng)的0.538倍和0.539倍。令人驚訝的是,這顆看似普通的紅矮星周?chē)弓h(huán)繞著四顆行星,分別被標(biāo)記為行星b、c、d和e。
天文學(xué)家利用TESS(凌日系外行星巡天衛(wèi)星)和CHEOPS(系外行星特性探測(cè)衛(wèi)星)對(duì)這四顆行星進(jìn)行了詳細(xì)觀測(cè),測(cè)量了它們的半徑和質(zhì)量,并計(jì)算出了密度。觀測(cè)結(jié)果顯示,行星b和e是巖石行星,而行星c和d則是迷你海王星。其中,行星e尤為特殊,它的質(zhì)量約為地球的5.79倍,半徑約為地球的1.73倍,是一顆超級(jí)地球。
根據(jù)現(xiàn)有的恒星及其行星系統(tǒng)演化理論,行星通常形成于圍繞原始恒星旋轉(zhuǎn)的原行星盤(pán)中。靠近恒星的區(qū)域由于溫度高、輻射強(qiáng),氣體物質(zhì)難以保留,因此只能形成密度較高的巖石行星。而遠(yuǎn)離恒星的外側(cè)區(qū)域,環(huán)境較冷,氣體和揮發(fā)性物質(zhì)更容易保留,行星胚胎在達(dá)到一定質(zhì)量后,會(huì)迅速吸積大量氣體,形成體積大、密度低的氣態(tài)行星或冰巨星。
然而,“LHS 1903”系統(tǒng)的行星e卻打破了這一常規(guī)。它位于最外側(cè),內(nèi)側(cè)還有兩顆密度低得多的迷你海王星。按照理論,行星e至少應(yīng)該是一顆迷你海王星,甚至可能是氣態(tài)行星。但實(shí)際情況卻是,它是一顆超級(jí)地球,這無(wú)疑讓天文學(xué)家感到困惑。
為了解釋這一現(xiàn)象,天文學(xué)家提出了多種假設(shè)。最初,他們考慮行星遷移的可能性,即行星e原本位于更內(nèi)側(cè),后來(lái)因某種原因遷移到了現(xiàn)在的位置。但觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,該行星系統(tǒng)并不存在行星遷移導(dǎo)致的軌道混亂或共振結(jié)構(gòu)等跡象,因此這一假設(shè)被否定。
接著,天文學(xué)家又推測(cè)行星e可能曾擁有大量氣體,但被恒星的輻射和恒星風(fēng)剝掉了。然而,這一假設(shè)同樣站不住腳,因?yàn)樾行莈離恒星最遠(yuǎn),如果它的大氣都能被剝光,那么離恒星更近的行星c和d的大氣層應(yīng)該早已不復(fù)存在。
另一種推測(cè)是,行星e可能是在原行星盤(pán)的氣體幾乎被“清空”之后才開(kāi)始形成的。在這種情況下,它只能利用殘余的巖石和金屬緩慢生長(zhǎng),最終形成一顆巖石行星。但這一假設(shè)也面臨挑戰(zhàn),因?yàn)樾行莈的個(gè)頭遠(yuǎn)大于同系統(tǒng)的行星b,而行星b也是一顆超級(jí)地球。如果行星e是在氣體幾乎被耗盡后形成的,那么它的體積不應(yīng)該如此之大。
目前,相關(guān)的研究仍在進(jìn)行之中。天文學(xué)家正在通過(guò)更深入的觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析,試圖揭開(kāi)行星e這顆超級(jí)地球存在的奧秘。值得一提的是,根據(jù)測(cè)算,行星e正好位于其主恒星的宜居帶之中,這意味著它的表面可能存在大量液態(tài)水,為生命的誕生提供了可能。










