新研究揭示“超级地球”“迷你海王星”迥异演化之谜
2026年06月12日 阅读:41224
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记者从中国科学院国家天文台获悉，基于中国科学院国家天文台负责运行的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，并结合欧洲盖亚卫星以及开普勒太空望远镜的观测数据，南京大学谢基伟教授团队联合国内外科研人员发现“超级地球”与“迷你海王星”在轨道偏心率与周期关系上遵循截然相反的规律，并从动力学上揭示这两类相近行星族群经历了不同演化路径。
这一成果于北京时间6月12日凌晨在国际科学期刊《科学》发表。
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成果示意图。（中国科学院国家天文台供图）
太阳系中，行星分布呈现出鲜明的“内小外大”格局：内部是四颗岩石行星（水星、金星、地球、火星），外部是四颗气态与冰巨行星（木星、土星、天王星、海王星）。
2009年开普勒太空望远镜升空以来，天文学家在太阳系外发现了数千颗系外行星，其中绝大多数半径介于地球与海王星之间。这些“中间尺寸”的行星并非一个单一群体，而是被一条称之为“半径谷”的界线分成了两类：一类是体积略大于地球、主要由岩石和铁构成的“超级地球”；另一类是体积更大、拥有很厚气体包层的“迷你海王星”。
一个关键问题始终悬而未决：这两类行星除了成分不同，它们的动力学演化过程是否也存在本质差异？研究团队此次通过理论模型发现，“超级地球”和“迷你海王星”经历了完全不同的动力学演化路径。
“‘超级地球’就像是系外行星系统中的‘幸存者’。”论文共同第一作者、南京大学博士研究生辛科霆解释，“它们可能曾经历剧烈的行星散射、巨大撞击等‘暴力事件’，导致轨道被随机激发至较高的偏心率，随后又被潮汐作用快速圆化。而‘迷你海王星’则像是生活在‘宁静区’的‘原住民’，它们受温和的长期轨道演化主导，偏心率由外向内缓慢传递，很少经历剧烈的动力学事件。”
论文通讯作者谢基伟说：“‘超级地球’和‘迷你海王星’看似相似，实则‘性格’迥异。它们的轨道演化史是理解行星系统形成与演化的关键拼图。”
据介绍，这项成果加深了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。（记者 胡喆）
【责任编辑:赵文涵】
