（神秘的地球）据莱斯大学：莱斯大学研究人员Sho Shibata和Andre Izidoro的一项新研究为超级地球和迷你海王星的形成提供了一个令人信服的新模型，这些行星的大小是地球的1到4倍，是我们银河系中最常见的行星之一。利用先进的模拟，研究人员提出，这些行星来自不同的星子环，为我们太阳系以外的行星演化提供了新的见解。这一发现最近发表在《天体物理学杂志快报》上。
几十年来，科学家们一直在争论超级地球和迷你海王星是如何形成的。传统模型表明，星子——行星的微小组成部分——是在年轻恒星盘面的广大区域形成的。但Shibata和Izidoro提出了一种不同的理论：这些物质可能在星盘的特定位置以窄环的形式聚集在一起，使行星的形成比以前认为的更有组织性。
地球、环境和行星科学博士后Shibata说：“这篇论文特别重要，因为它模拟了超级地球和迷你海王星的形成，这被认为是银河系中最常见的行星类型。”。“我们的一个关键发现是，太阳系和系外行星系统的形成途径可能有着基本的相似之处。”
研究人员使用先进的N体模拟——分析物体如何通过重力相互作用的计算机模型——研究了两个不同区域内的行星形成：一个在主恒星1.5天文单位（AU）内，另一个在水雪线附近的5天文单位以外。这些模拟追踪了数百万年来星子的碰撞、生长和迁移。结果表明，超级地球主要通过内盘的星子吸积形成，而迷你海王星主要通过卵石吸积在雪线以外发展。
地球、环境和行星科学助理教授Izidoro说：“我们的研究结果表明，超级地球和迷你海王星不是由固体物质的连续分布形成的，而是由将大部分质量集中在固体中的环形成的。”。Rice的相关研究已经探索了这一想法的各个方面，但这篇新论文将这些概念结合在一起，形成了一幅连贯的画面
研究人员的模型成功地复制了系外行星系统的关键特征，包括“半径谷”——一个明显稀缺的行星，大约是地球大小的1.8倍。相反，系外行星倾向于聚集成两个大小组：大约是地球大小的1.4倍和2.4倍。他们的模型通过预测小于地球半径1.8倍的行星大多是岩石超级地球，而较大的行星是富含水的迷你海王星来解释这一差距，这与现实世界的观测结果非常吻合。
该研究还提供了对多平面系统中观察到的尺寸均匀性的见解。许多系外行星系统显示出“豆荚状”模式，即同一系统内的行星在大小上惊人地相似。环模型通过控制行星在各自环内的形成和生长方式，自然地产生了这种均匀性。
Shibata和Izidoro的模拟也与观测到的行星轨道分布一致，强化了行星从特定位置出现而不是随机散布在圆盘上的观点。
除了解释这些观测结果外，该模型还允许对行星形成进行预测分析，甚至暗示了其他类地行星的潜力。Izidoro说，尽管这种情况很少见，但宜居带中的岩石行星可能会通过后期的巨大撞击形成，类似于地球及其月球的形成方式。
Izidoro说：“我们可以进一步推动我们的模型，并利用它来预测地球-太阳等效距离下预期的行星类型——目前观测范围之外的区域。”。
“根据我们的预测，高达1%的超级地球和迷你海王星系统可能在其恒星的宜居带内拥有类地行星。虽然考虑到超级地球和微型海王星的普遍性，这一比例相对较低，但这意味着每300颗类日恒星中大约有一颗类地行星出现。”
展望未来，这些发现可能会对未来的系外行星研究产生深远的影响。
柴田说：“这些预测将用未来的望远镜进行测试，为行星的形成和宜居性提供关键的见解。”。“如果未来的观测证实了我们的预测，它可能会完全改变我们对行星如何形成的理解——不仅是在我们的星系中，而且在整个宇宙中。”
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