為什么我們發現的系外行星里，半徑為地球1.8倍上下的行星如此稀少

到今天為止，已確認的系外行星5197顆，分布在 3888 個行星系統中，另有8992顆“嫌疑犯”。

大多數是特別大的行星，包括木星和海王星大小的氣態巨行星，它們的平均半徑約為地球的 2.5 倍。

另一個具有統計意義的組別是大約 1.4 個地球半徑的巖石行星(又名“超級地球”)。

這對天文學家來說是一個謎。尤其是在開普勒太空望遠鏡發現的 2600 多顆行星中，半徑約為地球 1.8 倍的系外行星明顯稀有——天文學家稱其為“半徑谷底”。

另外，上圖左端容易理解：半徑越小，太陽系外的行星就越難以被我們發現。但右端，為何半徑為地球3倍或以上的行星也那么少呢？它們足夠大，應該更容易被發現啊？

第二個謎團，被稱為“豆莢中的豌豆”，指的是在數百個具有調和軌道的行星系統中發現的大小相似的相鄰行星。

在萊斯大學的巖石行星生命基本揮發性元素循環 (CLEVER) 項目里一項研究中，一支國際天體物理學家團隊提供了一個新模型，解釋了作用在新生行星上的力的相互作用，可以解釋上述謎團.

根據他們最近發表在《天體物理學雜志快報》上的論文，該團隊使用超級計算機運行了行星遷移模型，模擬了前 5000 萬年的行星系統的演化。

在模型中，氣體和塵埃的原行星盤也與遷移的行星相互作用，將它們拉近母恒星，并鎖定在共振軌道鏈中。

在幾百萬年內，原行星盤消失，軌道鏈被破壞并導致行星軌道不穩定，最終兩個或更多行星相撞。雖然行星遷移模型之前已被用于研究保留軌道共振的行星系統，但用在行星形成機制方面，對天體物理學家來說，還很新鮮。

Izidoro 聲明中指出：“我相信我們是第一個使用行星形成和動態演化模型來解釋半徑谷底的人，該模型自洽地解釋了觀測數據。我們還能夠證明，包含撞擊行星的形成模型與系外行星的豌豆莢特征是一致的。”

這項工作建立在 Izidoro 和 CLEVER Planets 項目之前的工作之上。去年，他們使用遷移模型計算了對 TRAPPIST-1 七行星系統的最大破壞。

這項最新研究表明，行星有兩種變體，包括比地球大50%的干燥和巖石行星(超級地球)和富含約 2.5 倍地球大小的水冰的行星(迷你海王星)。

此外，他們認為，一小部分兩倍于地球大小的行星將保留其原始的富氫大氣并富含水。

根據 Izidoro 的說法，這些結果與最新觀測數據一致。系外行星研究人員可以憑借詹姆斯韋布太空望遠鏡對系外行星系統詳細觀測。

https://www.sciencealert.com/strange-mystery-of-missing-planets-across-space-may-be-solved

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