在中国科学院国家天文台负责运行的郭守敬望远镜（LAMOST）大样本观测数据的帮助下，南京大学教授谢基伟带领的科研团队联合国内外科研人员，对两类相似行星“超级地球”和“迷你海王星”的身世开展了深入研究，揭示了这两类相近的行星族群经历了不同的演化路径。6月12日，这项研究成果在《科学》发表。

研究示意图。国家天文台供图

“超级地球”和“迷你海王星”的尺寸均介于地球与海王星之间，在银河系其他恒星周围极为普遍。“超级地球”体积略大于地球，主要由岩石和铁构成；“迷你海王星”体积更大，拥有厚厚的气体包层。长期以来，研究者往往将它们视为一个单一群体进行统计，导致许多演化规律被模糊甚至掩盖。

在最新发表的研究中，科研人员基于LAMOST的大样本数据，结合欧洲盖亚（Gaia）卫星及开普勒太空望远镜的观测数据，将这两类行星分别作为独立族群进行分析。同时，研究团队创新性地采用统计样本的“凌星持续时间比”分布，反演系外行星族群的平均偏心率，实现了对轨道偏心率的精准测量。

科研团队表示，该研究彰显了LAMOST在大样本恒星参数测量方面的独特优势。结合盖亚卫星的天体测量数据，LAMOST为系外行星宿主恒星提供了高精度的质量、半径、年龄、金属丰度等信息，使得对各种行星族群开展系统性研究成为可能。

论文通讯作者谢基伟介绍，该研究打破了以往将小尺寸行星“一锅端”的统计方法，首次从动力学角度证实了它们是两类演化上独立的群体。“‘超级地球’和‘迷你海王星’看似相似，实则‘性格’迥异。”他表示。

研究发现，二者有着截然不同的演化史。论文共同第一作者、南京大学博士研究生辛科霆解释，“超级地球”如同系外行星系统中的幸存者，可能曾经历剧烈的行星散射、巨大撞击等暴力事件，导致轨道被随机激发至较高的偏心率，随后又被潮汐作用快速圆化。“迷你海王星”则如同生活在宁静区的原住民，受温和的长期轨道演化主导，即在角动量赤字均分机制的作用下，偏心率由外向内缓慢传递，很少经历剧烈的动力学事件。

谢基伟进一步指出：“这一发现揭示了行星尺寸不仅是成分的标签，更是其动力学命运的预言者。它们的轨道演化史是我们理解行星系统形成与演化的关键拼图。”

他表示，在“行星轨道偏心率趋势”（Planet Orbital Eccentricity Trends，简称POET，意为“诗人”）系列研究的牵引下，科研团队将继续拓展到更多行星族群，最终为回答“地球和太阳系在宇宙中是否特殊”这一终极问题提供科学依据。

相关论文信息：http://doi.org/10.1126/science.adu3916