近日，中外科学家基于国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)观测的大样本数据，并结合国外其他卫星和望远镜观测数据，发现“超级地球”与“迷你海王星”在轨道偏心率与周期关系上遵循不同的规律，并从动力学上揭示了这两类相近的行星族群经历了不同的演化路径。这项成果加深了科学界对行星系统多样性的认识，也为人类完整认知系外行星的形成与演化拼出了更清晰的全景。相关成果6月12日在国际学术期刊《科学》发表。
在太阳系中，行星呈现内岩质、外气态冰质的分布特点，缺少地球与海王星之间的中等尺寸行星。但人类观测到的数千颗系外行星里，这类天体却是宇宙中的主流，还能被划分为“超级地球”和“迷你海王星”两类，二者的演化差异一直是天文界未解难题。
过去科学界常将两类行星混为一体分析，难以厘清演化规律。在这项研究中，中外科学家创新性地运用凌星持续时间比统计法，成功反演行星族群平均轨道偏心率，发现两类行星轨道规律截然相反。“迷你海王星”公转周期越短，轨道越扁，违背经典潮汐圆化理论，主要受角动量赤字均分机制影响，偏心率在行星间由外向内传递。而超级地球周期越短轨道越趋近正圆，符合传统理论，其演化多由行星间碰撞、散射等剧烈活动主导。
研究人员形象比喻，“超级地球”是历经撞击、散射等“暴力事件”的幸存者，而“迷你海王星”则是长期处于温和轨道环境中的“原住民”。这也证实行星尺寸不只是物质构成的标识，更决定了其动力学演化命运。
该成果首次从动力学层面，证明“超级地球”与“迷你海王星”是相互独立的演化族群，为系外行星形成理论提供了关键观测依据。同时也展现出郭守敬望远镜在大样本恒星观测领域的突出能力。
(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)
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2023-07-18 09:47 来自贵州 不推荐