天文学家对“内外倒置”行星系统LHS 1903感到困惑，挑战行星形成模型

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天文学家对“内外倒置”行星系统LHS 1903感到困惑，挑战行星形成模型

最近发现的行星系统LHS 1903正在挑战既定的天文学理论，呈现出一种令人费解的“内外倒置”配置，让科学家们绞尽脑汁寻找解释。这个围绕遥远红矮星运行的紧凑系统，其行星排列方式前所未有：两颗岩石系外行星夹在两颗气态行星之间。这种奇怪的排列——岩石、气态、气态，然后是另一颗岩石世界——从根本上与行星形成和演化的传统模型相矛盾，暗示着一个比先前假设的更为剧烈和动态的历史。

LHS 1903星系距离我们约116光年，质量约为太阳的一半，拥有四颗伴星，它们都在不到30个地球日的时间内紧密轨道运行。这些行星的半径大约是地球的1.4到2.5倍，它们占据了一个迷人的过渡区域，介于天文学家所称的超级地球和迷你海王星之间。NASA的凌日系外行星巡天卫星（TESS）于2019年首次探测到它们，随后通过地面和空间望远镜的综合观测，精确测定了它们的质量和密度，为它们神秘的组成提供了关键线索。

行星形成理论通常假定一个清晰、可预测的梯度：岩石、类地行星倾向于在距离主星较近的地方聚集，那里强烈的恒星辐射会剥离较轻的大气气体，留下致密的固体核心。在原行星盘的更外围，气体更丰富，恒星风更弱，预计会形成像木星这样的气态巨行星，保留厚厚的气态包层。苏格兰圣安德鲁斯大学的天文学家安德鲁·卡梅隆（Andrew Cameron）指出：“LHS 1903系统在前三颗行星上完美地遵循了这一模式。”他的团队的研究结果于2026年2月12日发表在著名的《科学》杂志上。“然后，第四颗行星发生了一些奇怪的事情。”

事实上，真正的异常在于LHS 1903系统中最外层的行星。根据其密度，这第四颗行星似乎毫无疑问是岩石质的，尽管它位于远离中心恒星、两颗气态行星之外的位置。这一发现挑战了行星结构的基本原则，呈现出一个类似于在我们自己的太阳系中在海王星轨道之外发现一个类似金星的世界的场景。这表明它与通常支配行星发展的平静、渐进吸积过程存在巨大差异。

科学家们现在正在努力提出涉及系统内部早期阶段剧烈活动和迁移的假设。一个主要理论认为LHS 1903的外行星经历了一段向内迁移的时期。这个概念并非全新；我们自己的太阳系在诞生后的数亿年里也经历过类似的、尽管不那么极端的引力扰动。例如，“大转折”假说提出，木星和土星先向内再向外迁移，扰乱了小行星带，甚至可能交换了天王星和海王星的轨道。在LHS 1903中，这种迁移可能深刻地重塑了系统，可能将最初的外层气态世界推向更近的地方，然后甚至可能将最外层岩石世界中的较轻物质散射出去。

关于第四颗行星岩石构成的另一个令人信服的解释可能涉及一场灾难性的撞击事件。在系统早期历史中的一次大规模碰撞可能剥离了该行星可能拥有的任何原始大气层，只留下其致密的岩石核心。或者，第四颗行星可能比它的兄弟姐妹晚得多形成，卡梅隆推测，它“正当系统气体耗尽时”凝结，从而阻止了它积聚大量气态包层。这种晚期形成将意味着一个高度动态且资源枯竭的环境，进一步使我们对系统演化的理解复杂化。

从LHS 1903获得的见解不仅仅是学术上的好奇；它们迫使天文学家改进和扩展他们的行星形成模型。这一发现强调，年轻的行星系统通常是混乱的环境，受到强大的引力相互作用、碰撞和迁移的影响，这些因素可以显著改变它们的初始配置。这个“内外倒置”的系统有力地提醒我们，宇宙中蕴藏着无数的惊喜，它推动了我们科学认知的边界，并促使我们接受更复杂、更细致的宇宙演化叙事。进一步的观测和复杂的模拟对于揭示LHS 1903及其令人费解的行星家族的完整而暴力的历史至关重要。

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