发现遥远轨道上的岩石行星，挑战现有行星形成理论

在银河系中观测到的大多数行星系统里，科学家们发现了相同的基本布局：小型岩石行星在靠近恒星的轨道运行，而大型气态巨行星则在更远的距离绕转。我们的太阳系也符合这一模式：内侧行星（水星、金星、地球和火星）主要由岩石和金属构成，外侧的木星、土星、天王星和海王星则被厚厚的气体层所主导。
这种布局可以用主流的行星形成理论来解释：年轻恒星会释放强烈辐射，剥离附近正在形成的行星的气体，留下固态的岩石行星；而在离恒星较远的地方，较低的温度使行星能够保留厚厚的大气层，从而形成气态巨行星。
LHS 1903周围的“打破常规”系统 一个新发现的围绕恒星LHS 1903运行的行星系统却不遵循这一规律。这项发表在《科学》杂志上的发现，聚焦于一颗比太阳温度更低、质量更小的小型暗淡红矮星。
由麦克马斯特大学的瑞安·克劳蒂尔教授和华威大学的托马斯·威尔逊教授领导的研究团队，结合了地面和太空望远镜的数据对该系统进行研究。他们最初发现了三颗行星：最内侧是岩石行星，接着是两颗富含气体的行星，类似小型海王星，这一排列符合常规预期。
但多年的额外观测带来了意外发现。欧洲航天局的CHEOPS卫星的新测量数据揭示了第四颗行星——LHS 1903 e，它在离恒星最远的轨道运行。令人惊讶的是，这颗外侧行星似乎是岩石行星。
克劳蒂尔（他是物理与天文学系的助理教授）表示：“我们在数百个行星系统中都看到了这种模式——内侧是岩石行星，外侧是气态行星。但现在，在系统外侧发现岩石行星，迫使我们重新思考岩石行星形成的时间和条件。”
排除碰撞和行星迁移 研究团队探讨了几种可能的解释。他们考虑过是否是一次巨大撞击剥离了该行星的大气层，也研究过行星是否随时间发生了位置迁移。但详细的计算机模拟和对行星轨道的研究排除了这两种可能性。
相反，研究结果指向了一个更出人意料的观点：该系统中的行星可能并非同时形成，而是随着恒星周围环境的变化相继形成的。
由内而外的行星形成 标准模型认为，行星诞生于原行星盘——一个围绕年轻恒星的气体和尘埃旋转云团。在这种环境中，物质团块大致同时形成多个行星胚胎，经过数百万年，这些不断生长的天体演化为大小和成分各异的成熟行星。
LHS 1903系统的结构暗示了一种不同的形成路径，即“由内而外的行星形成”。在这种情况下，行星在不断变化的环境中依次形成，每颗行星形成时的局部条件决定了它是富含气体还是保持岩石状态。
这一框架可以解释LHS 1903 e的异常性质：当它开始形成时，周围原行星盘中的大部分气体可能已经消散，留下的物质不足以形成厚厚的大气层。
克劳蒂尔说：“在本不该形成岩石行星的环境中发现岩石行星，这非常值得关注，它挑战了我们当前模型中的假设。”他补充道，这一发现引发了更广泛的问题：LHS 1903是个特例，还是科学家尚未发现的某种模式的早期例子。
他表示：“随着望远镜和探测方法变得更加精确，我们发现与太阳系不同、不符合长期理论的行星系统的能力也在增强。每一个新系统都为日益丰富的行星多样性图景增添了新的数据点，这迫使科学家重新思考塑造银河系中各种行星的过程。”