两个紧凑的系外行星家族正在挑战行星系的极限。对围绕两颗不同恒星运行的世界的组成的新研究显示了各种各样的行星可能性，它们都与我们的太阳系不同。

苏黎世大学的地球物理学家卡罗琳·多恩说:“当我们研究多行星系统时，沐鸣注册登录这些系统中保存的信息比任何一颗行星本身都要多。”一起研究行星“让我们了解到一个系统内的多样性，这是我们通过观察单个行星无法得到的。”

多恩和他的同事们研究了一个古老的被称为TRAPPIST-1的行星系统，该系统有7个地球大小的行星围绕着一颗40光年远的昏暗恒星运行。另一个研究小组研究了一个最近被确认的名为TOI-178的系统，该系统至少有六颗行星，其中三颗是已知的，三颗是新近发现的，围绕着一颗距离约200光年的明亮热恒星运行。

这两个系统为行星科学家提供了一个优势，超过了迄今发现的3000多个系外行星家族:TRAPPIST-1中的所有7颗行星和TOI-178中的所有6颗行星都有众所周知的质量和半径。这意味着行星科学家可以计算出它们的密度，这是行星组成的线索(SN: 5/11/18)。

这两个星系还提供了另一个优势:行星与它们的恒星如此接近，沐鸣平台登陆线路以至于大多数行星都在进行一种被称为共振链的微妙的轨道舞蹈。每当一颗外行星完成围绕其恒星的轨道运行时，它的一些较近的兄弟行星就会完成多个轨道运行。

共振链是一种脆弱的结构，把一颗行星稍微撞出它的轨道就能摧毁它们。日内瓦大学的天文学家Adrien Leleu说，这意味着TRAPPIST-1和TOI-178星系的形成一定是缓慢而缓慢的。

TOI-178的行星处于一种被称为共振链的微妙的轨道舞蹈中，这表明该系统形成得很缓慢。这个视频演示了这个有节奏的舞蹈:当一个外行星完成一个完整的轨道，内行星完成多个轨道。每一个满半轨道都有一个音符。当行星排成一行，音符就和谐了。

“我们认为不可能有巨大的撞击，或强烈的相互作用，一个行星喷射另一个行星，”Leleu说。这种温和的进化给天文学家提供了一个独特的机会，利用TRAPPIST-1和TOI-178作为行星理论的实验平台。

在两篇论文中，两个团队以前所未有的细节描述了这些系统。这两者都与天文学家从行星系统如何形成的理论中所预期的趋势背道而驰。

Leleu和他的同事在1月25日的《天文学与天体物理学》上报告说，在TOI-178系统中，行星的密度都是混杂的。

“在最普通的情况下，我们预计离恒星较远的行星……比离恒星较近的行星含有更多的氢气和氦气，”芝加哥大学的天体物理学家莱斯利·罗杰斯(Leslie Rogers)说，他没有参与这两项研究。离恒星越近，行星的密度就越高。这是因为遥远的行星可能是在寒冷的地方形成的，那里有更多的低密度物质，比如冰冻的水，而不是岩石。另外，星光会比遥远的行星更容易从近距离行星上剥离大气层，使内部行星的大气层更稀薄，或者根本没有大气层(SN: 7/1/20)。

《印度时报-178》完全无视这一趋势。最里面的行星似乎是岩石，沐鸣平台注册登录官网密度与地球相似。勒琉说，第三颗行星“非常蓬松”，密度和木星差不多，但行星要小得多。下一颗行星的密度和海王星差不多，大约是地球密度的三分之一。然后，有一颗行星的密度大约是地球的60%，如果你把它放在一盆水里，它仍然很蓬松，可以漂浮起来，最后一颗行星是类木星的。

“这些轨道似乎表明[该系统]的形成并没有很强的演化，”Leleu说。“但这些成分并不是我们所期望的圆盘上温和形成的。”

另一方面，TRAPPIST-1的行星七重星却有一种怪异的自相似性。西雅图华盛顿大学的天体物理学家埃里克·阿戈尔及其同事在2017年报告称，每个世界的大小都大致与地球一样，是地球半径的0.76到1.13倍(SN: 2/22/17)。此外，其中至少有3颗行星似乎位于该恒星的宜居带，该区域的温度可能适合液态水的存在。

现在，阿戈尔、多恩和他的同事们已经对TRAPPIST-1星系的质量进行了最精确的测量。这7个行星几乎完全相同，但密度略低于地球，研究小组在2月份的《行星科学杂志》上报告说。这意味着这些行星可能是岩石构成的，但与地球相比，铁等重元素的比例更低。或者这可能意味着它们岩石中有更多的氧与铁结合，“基本上会使铁生锈，”Agol说。

氧化后的铁不会形成行星核，这对生命来说是个坏消息，罗杰斯说。没有核可能意味着没有磁场来保护行星免受恒星破坏性耀斑的伤害(SN: 3/5/18)。

然而，目前还不清楚如何形成无核行星。多恩说:“对于如何形成这样的行星，存在着各种各样的命题，但我们在太阳系中并没有看到这样的行星。”太阳系中的类似天体都是小行星大小的天体，质量比地球小得多。

天文学家可能很快就能更好地掌握TRAPPIST-1行星的组成。将于10月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜将探测这两颗行星的大气层(如果它们有大气层的话)，寻找化学元素的迹象，以更详细地揭示它们的组成成分。

罗杰斯说，TRAPPIST-1行星之间的相似性并不像TOI-178行星之间的差异那么令人惊讶。但它们仍然出乎意料。她说，如果所有的行星都有相同的成分，那么任何形成模型都需要解释这一点。

多恩说，虽然这些星系挑战了天文学家关于可能存在的行星类型的观点，但还需要发现更多的多行星系统才能知道它们到底有多奇怪。