2 月 13 日消息，一个围绕红矮星 LHS 1903 运行的系外行星系统，因其行星排列方式与主流理论预期明显不同，引起天文学界关注。
华威大学牵头的一组国际天文学家团队利用欧空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，而非通常会在该位置出现的气态巨行星。
这种“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。相关研究成果已于 2 月 12 日发表于新一期《科学》杂志。
LHS 1903 是一颗温度较低、亮度较暗的 M 型红矮星，比太阳更小、光度更弱。该恒星距离地球约 116.3 光年，位于天猫座（Lynx），也被称为 TOI-1730 或 G 107-55。研究人员通过结合空间与地面望远镜观测，识别出四颗围绕该恒星运行的行星。
在初步观测中，该系统的前三颗行星呈现出银河系中较常见的结构：最靠近恒星的一颗行星为岩质行星，其外侧两颗为气态行星。然而，当研究团队使用 CHEOPS 对第四颗、轨道更外侧的行星进行进一步测量后，发现其密度较高、体积较小，推测为岩质行星，成分可能与金星相似。
这意味着，该系统呈现出“岩质 — 气态 — 气态 — 岩质”的行星排列，堪称是一种罕见的“内外翻转”结构。
华威大学物理学教授、论文第一作者托马斯 · 威尔逊（Thomas Wilson）表示：“这种奇怪的无序，使其成为一个独特的‘内外翻转’系统。岩质行星通常不会在距离母恒星很远、位于气态行星之外的位置形成。”
按照目前人类通用的行星系统结构经典模型，在多数行星系统（包括太阳系）中，靠近恒星的行星最可能是岩质行星，而气态巨行星通常形成于更远、更冷的区域。其原因在于，恒星附近强烈的辐射会剥离行星的轻质气体，使其保留致密的固态核心；而在更远处，较低温度有利于行星积累并保留大量氢、氦等气体，从而形成气态巨行星。
但在 LHS 1903 系统中，最外侧的岩质行星似乎违背了这一规律。研究团队评估了多种可能解释，包括该行星是否在历史上因小行星、彗星或其他大型天体撞击而失去大气层，或系统中的行星是否曾发生轨道交换。但研究人员通过模拟和对行星轨道周期的计算，均排除了这些假设。
最终，研究团队提出，该系统的四颗行星可能并非同时形成，而是按顺序逐颗形成，属于一种被称为“由内向外行星形成”的过程。在这一模型中，行星从靠近恒星的位置开始形成，每一颗新形成的行星会吸收周围的尘埃与气体，并可能使更外侧区域逐渐缺乏形成气态巨行星所需的物质。
威尔逊表示：“到这颗最终的外侧行星形成时，系统可能已经耗尽了被认为对行星形成至关重要的气体。然而这里却出现了一颗小型岩质星，违背了认知。看起来，我们找到了关于行星在气体贫乏环境中形成的首个证据。”
ESA CHEOPS 项目科学家、天文学家马克西米利安 · 京特（Maximilian Günther）表示：“关于行星如何形成和演化，仍有许多谜团。找到像这样的线索来解决这一难题，正是 CHEOPS 的任务目标。”
研究人员指出，该发现意味着行星系统的演化路径可能比以往理解得更加多样。随着对 LHS 1903 等恒星的持续观测，未来或将发现更多挑战既有理论的系外行星系统。
IT之家附论文地址： https://doi.org/10.1126/science.adl2348