插圖顯示了一顆巨大的行星圍繞著一顆小恒星運行。(圖片來源:uux.cn/賓夕法尼亞州立大學)
（神秘的禁止地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：天文學家發現了一顆巨大的太陽系外行星，或稱“系外行星”，系b對的恒圍繞一顆超冷的外行矮星運行，這顆矮星太小了，星L星說無法容納這樣一個世界，顆被挑戰了科學家關于行星和行星系統如何誕生的禁止模型。
這顆被命名為LHS 3154 b的系b對的恒行星的質量是地球的13倍，這意味著它的外行質量與太陽系冰巨人海王星相似，但它緊密圍繞一顆比太陽小9倍的星L星說小矮星運行。
這意味著類海王星世界和它的顆被母恒星LHS 3154(位于大約51光年之外)之間的比率比地球和太陽之間的質量比率大100倍，這是禁止研究人員認為不可能的。這是系b對的恒第一次在宇宙中較小的恒星周圍發現如此巨大質量的行星。
“這一發現真正證明了我們對宇宙的外行了解有多么少，”研究合著者、星L星說賓夕法尼亞州立大學凡爾納·m·威拉曼天文學和天體物理學教授Suvrath Mahadevan在一份聲明中說。“我們不會想到在這樣一顆低質量恒星周圍會存在這么重的行星。”
挑戰恒星和行星是如何誕生的
當巨大的氣體和塵埃云堆積成過于密集的斑塊時，恒星就形成了，這些斑塊不斷增長，直到它們最終在自身重力的作用下坍塌。這就留下了一個被稱為“原行星盤”的剩余物質圓盤包圍的嬰兒恒星。
顧名思義，科學家們認為行星最終會從這個剩余的物質盤中出現。恒星形成過程中留下的物質數量限制了這些潛在行星的大小。
該小組確定，LHS 3154 b具有如此沉重的行星核心，以至于它所在的行星形成盤必須容納大量固體物質。簡而言之，它必須擁有比當前模型預測的更多的物質，研究合著者和賓夕法尼亞州立大學天文學研究生梅根·德拉默解釋道。
因此，這顆特殊系外行星的發現也提出了恒星形成的問題。這是因為LHS 3154原始行星盤中的塵埃質量比和塵埃氣體含量比預測的要高10倍，才能誕生一個像LHS 3154 b一樣大的類海王星世界。
“低質量恒星LHS 3154周圍的行星形成盤預計沒有足夠的固體質量來形成這顆行星，”Mahadevan解釋道。“但它就在那里，所以現在我們需要重新審視我們對行星和恒星如何形成的理解。”

(左)地球-太陽系統(右)新發現的系外行星LHS 3154 b及其恒星的系統(圖片來源:uux.cn/賓夕法尼亞州立大學)
可居住區行星探測器超出預期
Mahadevan和他的同事通過使用可居住區行星探測器(HPF)探測到了系外行星LHS 3154 b，這是位于得克薩斯州麥克唐納天文臺的Hobby-Eberly望遠鏡上的一種天文攝譜儀。HPF旨在探測圍繞銀河系中一些最冷恒星運行的系外行星。
該儀器實際上是Mahadevan和一個團隊一起幫助建造的，它特別關注的是距離恒星既不太近也不太遠的行星，以容納液態水，這是生命的關鍵要求。這些行星位于其恒星周圍所謂的可居住區。
這樣的行星不容易被發現，部分原因是冷恒星的可居住區比太陽系中的可居住區更靠近這些恒星。這意味著這些世界經常被它們相對較小的母星發出的光所遮蔽。
此外，預計這些行星本身很小，這使得它們更難被探測到。
“把它想象成星星是一堆篝火。火越冷，你就越需要靠近火來保持溫暖，”Mahadevan說。“行星也是如此。如果恒星較冷，那么行星需要更靠近恒星，如果它足夠溫暖以容納液態水的話。
“如果一顆行星的軌道離它的超冷恒星足夠近，當它被一顆軌道運行的行星牽引時，我們可以通過觀察恒星光譜或光線顏色的非常微妙的變化來檢測它。”
LHS 3154 b的探測對HPF來說非常重要，因為它顯示了該儀器提供重要系外行星結果的潛力，團隊成員兼普林斯頓大學天體物理學美國國家航空航天局·薩根研究員表示，這一結果超出了該儀器的所有預期。
“我們的發現為所有現有的行星形成理論提供了一個極端的測試案例，”Mahadevan總結道。“這正是我們建造HPF的目的，發現我們銀河系中最常見的恒星是如何形成行星的——并找到那些行星。”
該團隊的研究發表在11月30日的《科學》雜志上。