「LHS 1903」：挑戰行星形成理論的「奇特」行星系統

2026年02月19日上午03:00

行星如何形成，是宇宙最根本的問題之一。

科學家目前的理論和我們觀察到的太陽系及宇宙中其他地方的狀況相吻合。

不過，根據近日發表於《科學》（Science）期刊上的一篇論文指，一個遙遠的行星系統似乎卻與之矛盾。

現行的理論認為，行星起源於新生恆星周圍的氣體和塵埃盤。

「我們認為的情況是，行星會透過收集塵埃逐漸成長，」英國華威大學天文學助理教授、該研究的主要作者湯瑪斯·威爾遜博士（Dr Thomas Wilson）說。

「它們開始匯聚形成鵝卵石大小的微粒，這些微粒彼此碰撞形成更大的天體——稱為微行星（planetesimals），最後這些微行星再互相碰撞組成行星。」

這種過程造就了地球等岩石行星，也形塑了木星等氣態巨行星的內核。

然而，因為與恆星距離的不同，溫度與物質的供應也會有落差，最終決定了每顆行星外層的組成。

「在外圍更寒冷區域——也就是所謂的『冰線』之外——氣體和冰能夠存在，因為溫度低得足以讓它們不被汽化，」威爾遜說。

在這裡，厚重的大氣得以聚集形成氣態行星，而不會被恆星的輻射抹去。歐洲太空總署（ESA）指出，如木星等氣態巨行星通常就在此類區域形成。

距恆星更近的區域則較溫暖，塵埃比例高於氣體，因而形成像水星、金星、地球和火星這些岩石行星。

正因條件差異及「行星同時形成」的假設，我們理應看到某種行星的排列：越靠近恆星越岩石質，越遠離恆星越氣態。

然而，新研究描述的行星系統卻違背了這種預期。

反常的行星排序

「LHS 1903」是一顆距離地球約117光年的M型紅矮星，比太陽更暗、更冷，周圍有四顆行星。

威爾遜和國際團隊觀察該系統後發現內側三顆行星遵循既定規律——離恆星最近的行星為岩石質，其後兩顆為氣態。

但是，ESA的系外行星特性探測衛星（Cheops）觀測顯示：最外側的第四顆行星竟然也是岩石質，儘管它是離恆星最遠的一顆。

「我們原本預期它是氣態……為什麼會是岩石質？這是最大的疑問。」威爾遜說。

他表示，研究團隊正在提出多種可能，包括恆星輻射是否把它的大氣吹走，或是該行星是否遭巨大撞擊而喪失大氣。

但恆星若真能把第四顆行星的大氣吹散，那它也必然會同樣影響第二和第三顆行星；而模型顯示，任何足以吹走該行星大氣的巨大撞擊，都會在此過程中將整顆行星摧毀。

排除既有假說後，科學家開始考慮，這個「奇怪」組成是否源自行星不是同時形成，而是依序形成。

「如果最外側行星是在一個資源匱乏的環境形成的——也就是盤中剩餘物質較少——那它完全有可能呈現我們觀察到的特性，」威爾遜解釋。

他指出，那時該行星系統可能已經耗盡可用的氣體。

「因此我們得到的結論是，你可以有這種『由內而外』（Inside-Out）的形成方式：先形成最靠近恆星的行星，再形成下一顆，再下一顆，最後才形成最外側。」

這種因應資源遞減而「由內而外形成行星」的理論，在十多年前就被提出，但是ESA表示，這是目前最有力的實證。

威爾遜認為，我們可能需要修正「行星在同一時間起始成長」的假設，尤其是如果我們在宇宙其他地方看到了更多類似案例時。

這項修正甚至可能影響我們重新評估太陽系本身。

「是水星先形成，然後是金星，再來是地球與火星嗎？這引發了太陽系形成時間順序的新疑問。」

他還表示，我們不能假設太陽系是宇宙的標準模板。

「宇宙中存在所謂的超級地球、次海王星等各種奇特行星，而太陽系根本沒有這些類型，」他說。

「我們必須意識到，各種外星行星系統可能有許多型態和結構。宇宙中可能存在更多宜居的世界，只是因為我們過度專注於太陽系而忽略了它們。」

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