一顆圍繞小型紅矮星運(yùn)行的巨型氣態(tài)行星，正促使天文學(xué)家重新審視行星系統(tǒng)的演化機(jī)制。這顆被命名為TOI5205b的特殊天體，其大氣成分中重元素含量顯著低于母星，與現(xiàn)有行星形成理論形成強(qiáng)烈沖突。科學(xué)家通過詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了這顆"叛逆"行星的獨(dú)特化學(xué)特征。

該研究團(tuán)隊(duì)由卡內(nèi)基科學(xué)研究所與美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心聯(lián)合組建，在《天文學(xué)雜志》發(fā)表的論文中指出，TOI5205b的體積與木星相當(dāng)，但其母星質(zhì)量僅為太陽的40%，直徑約為木星的四倍。當(dāng)這顆行星凌越恒星表面時(shí)，會遮擋約6%的星光，這種顯著的亮度變化為光譜分析提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。科學(xué)家通過分解星光成分，首次精確測定其大氣化學(xué)組成。

觀測數(shù)據(jù)顯示，該行星大氣中氫元素占比異常突出，重元素相對含量不僅低于木星，甚至低于其母星。這種反?，F(xiàn)象顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知——通常認(rèn)為巨行星在形成過程中會通過吸積富含金屬的星周物質(zhì)，使其大氣重元素含量高于宿主恒星。更令人驚訝的是，大氣中檢測到甲烷和硫化氫等化合物，暗示其內(nèi)部可能存在特殊的化學(xué)反應(yīng)過程。

蘇黎世大學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的行星結(jié)構(gòu)模型顯示，TOI5205b的金屬總量約是大氣層的100倍，這種內(nèi)部高金屬含量與外部低金屬含量的矛盾狀態(tài)，暗示其形成過程中可能發(fā)生了重元素向核心的定向遷移。研究負(fù)責(zé)人指出，該行星的實(shí)際金屬豐度遠(yuǎn)低于通過質(zhì)量半徑推算的模型預(yù)測值，表明其內(nèi)部物質(zhì)與大氣層尚未發(fā)生充分混合。

為排除觀測干擾，研究團(tuán)隊(duì)特別考慮了宿主恒星表面磁斑的影響。這些暗斑會扭曲特定波長的光線，可能掩蓋真實(shí)的大氣信號。目前正在進(jìn)行的JWST后續(xù)觀測，將通過改進(jìn)的校正算法，提升對活躍恒星周圍行星的探測精度。這項(xiàng)工作屬于"紅矮星與七顆巨行星"（GEMS）專項(xiàng)研究的一部分，該計(jì)劃聚焦M型矮星周圍的特殊行星系統(tǒng)。

行星科學(xué)領(lǐng)域普遍認(rèn)為，巨行星通常形成于遠(yuǎn)離恒星的冰冷區(qū)域，通過遷移到達(dá)當(dāng)前軌道。但TOI5205b這類圍繞小質(zhì)量恒星運(yùn)行的巨行星，其形成機(jī)制至今仍是未解之謎。該發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了現(xiàn)有行星演化模型，也為研究不同恒星環(huán)境下行星系統(tǒng)的多樣性提供了關(guān)鍵樣本。參與研究的伯明翰大學(xué)專家強(qiáng)調(diào)，這類特殊天體可能隱藏著行星形成的全新路徑。