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▲开普勒-11是一颗类似太阳的恒星，围绕着它有六条行星运行轨道。
《天文学期刊》近日发表的一篇文章透露，由加拿大蒙特利尔大学的天体物理学家劳伦·韦斯（Lauren Weiss）领导的一个跨国研究小组经过对909颗行星和355颗恒星的观察研究，发现其它行星系统中的行星形态整齐分布均匀。换句话说，就是围绕同一颗恒星运行的系外行星的大小和轨道间距都如出一辙，而这和太阳系行星的情况非常不同。这些外系行星的形态模式可能意味着大多数外系行星系统具有与太阳系迥异的形成过程。
迄今为止，美国宇航局（NASA）于2009年发射的开普勒望远镜已经让人类观测到了成千上万颗系外行星。这批数量众多的样本让研究人员不仅可以研究单个系统，而且还能在整个行星系统层面上进行总结发现。韦斯博士是加利福尼亚开普勒调查小组的成员，该小组利用位于夏威夷莫纳克亚的W. M.凯克天文台获得了最初由开普勒望远镜发现的1305颗恒星及其携带的2025颗行星的高分辨率光谱。基于这些光谱，他们测量了这些恒星及其行星的精确尺寸。
在韦斯教授主导的分析报告中，研究小组集中研究了909颗属于355个多行星系统的行星，这些行星大多位于离地球1000到4000光年的宇宙位置。通过统计分析，研究小组发现了两种令人惊讶的系外行星的形态模式，一是它们的大小倾向于与其邻的行星尺寸相同，也就是说，如果一颗行星很小，那么围绕同一颗恒星的下一颗行星也很可能是小的；如果一个行星很大，那么下一个行星很可能是大的。他们还发现，围绕同一颗恒星运行的行星在轨道上的间距通常是一致的。
“同一系统中的行星往往大小相同，并且是有规律的间隔，就好比豆荚里的豌豆一样。倘若行星的大小或空间间隔是随机形成的，那么这些形态模式就不会存在。”韦斯解释道。
行星大小和轨道间距能从侧面反映大多数行星系统的形成过程。在经典的行星形成理论中，行星是在新形成恒星周围的“原行星”盘中形成，而行星可能形成的是紧凑的结构——每颗行星具有相似的尺寸和一致的轨道间距，与目前观测到的太阳系外行星系统的形态模式相类似。然而，在太阳系内，内部行星的间距出奇得大，尺寸差别也很大。太阳系中有大量证据表明，是木星和土星扰乱了太阳系行星系统的早期结构，导致了我们今天四颗间距非常大的类地行星。大多数行星系统中的行星都是大小相等且间隔规律，这表明它们可能是自形成以来几乎不曾受到过干扰影响。
对于太阳系外星系内的行星形态相似性的进行科学解释的意义在于，如果进而能确定影响行星大小的决定性因素，那么这将有助于确定哪些恒星周围可能拥有适合生命存在的类地行星。
科界原创
编译：朱明逸 审稿：西莫 编辑：张梦
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