LAMOST天文科研进展揭示超级地球及亚海王星系统的自然演化规律
随着天文学的不断进步，科学家们已经发现了超过5000颗系外行星。这些太阳系外的行星系统种类繁多，其构型与太阳系存在显著差异（见图1）。大部分已知的系外行星都不同于我们太阳系中的那些，它们介于地球和海王星大小之间，被称为“超级地球”和“亚海王星”。那么，这些远处的行星系统是如何形成并演化成现在这样子的？近期，研究团队利用LAMOST光谱数据、盖亚望远镜（Gaia）的天测数据，以及开普勒望远镜（Kepler）的测光数据，对超级地球和亚海王星系统的出现率以及轨道构型随恒星年龄变化规律进行了探究。这项研究为理解太阳系形成及演化提供了新的视角。该文由杨佳祎作为第一作者，而谢基伟教授担任通讯作者。
借助LAMOST和Gaia观测数据，研究者通过计算恒星三维速度来确定它们的运动学年龄。之前的一些研究表明，行星系统出现率还与恒星本身特性有关，如其温度、质量、金属含量、半径等。此次，他们采用了一种名为“控制参数法”的方法，以排除其他因素对结果影响，并在不同的年龄组中选择具有相似参数值的恒星，从而分离出仅依赖于恒星年龄的情节（见图2）。
一旦确定了恒 星 的年龄并排除了其他因素后，该团队发现，无论何时，只有50%左右的恒 星 周围会形成拥有至少一个行 星 的体系。而随着时间推移，每个体系内平均拥有的 行 星 数目则逐渐减少。在10亿年左右老化到100亿年的过程中，这个数目从3.7降至1.8。
此外，该团队还观察到了轨道倾斜度随时间增加的情况。在较年轻时期，大约每颗 行 星 轨道倾斜度在1.2度左右，而当达到更高龄时，比如46亿岁这一点，就达到了3.5度，与这个规律相符。如果按照这种趋势向前推算，我们可能会发现早期太阳系曾经包含更多数量且轨道更加扁平的地球类 行 星。这一预言与一些关于早期宇宙模型相吻合。
该成果最近发表在《天文学杂志》上，由杨佳祎博士领导的小组合作完成，其中包括陈迪昌博士、周济林教授以及朱紫教授等人。此项工作得到了科技部重点研发计划、中科院自然科学基金以及LAMOST重大成果培育项目的大力支持。此系列工作将继续进行，为我们揭示宇宙深处隐藏之谜提供重要线索。
