一颗被称为 TOI-5205 b 的巨型系外行星正迫使科学家重新审视行星的诞生机制。詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的最新观测结果显示，该行星所含的重元素远少于其母恒星，这一发现与目前主流的行星形成模型背道而驰。
相关研究成果已发表在《天文学杂志》上，由美国国家航空航天局（NASA）的凯莱布·卡尼亚斯（Caleb Cañas）和卡内基科学研究所的舒巴姆·卡诺迪亚（Shubham Kanodia）领导的国际团队共同完成。这颗行星的大小与木星相当，围绕着一颗质量仅为太阳40%的小型低温红矮星运行。
挑战行星诞生的法则
传统观点认为，行星是在围绕年轻恒星旋转的气体和尘埃盘中形成的。然而，TOI-5205 b 却打破了这一常规认知，因为它是一颗巨大的气态巨行星，其母恒星的体积却比它小得多。
“我们观测到的金属丰度远低于模型对该行星整体成分的预测，”卡诺迪亚表示，“这表明重元素在形成过程中向内迁移了，导致其内部结构与大气层之间并未发生混合。”
为了得出这些结论，天文学家监测了三次行星凌日过程，即行星从恒星前方经过的现象。通过使用光谱仪对星光进行分解，他们识别出了甲烷和硫化氢的化学特征。值得注意的是，该行星大气中的重元素含量远低于木星，这一结果令研究团队感到十分意外。
为了调和这些数据，苏黎世大学的研究人员西蒙·穆勒（Simon Muller）和拉维特·赫勒德（Ravit Helled）运用了先进的内部建模技术。分析显示，尽管该行星的大气层看起来“贫金属”，但其整体的金属含量可能比外层所表现出的高出100倍。这表明该行星内部处于一种高碳、低氧的环境中。
这项研究是“围绕M矮星的巨型系外行星”（GEMS）巡天项目的一部分。该项目旨在厘清那些存在于此前被认为“不可能孕育巨型气态行星”系统中的行星，探究它们的内部结构与形成史。
为了确保大气测量数据的准确性，研究团队还必须剔除母恒星上“星斑”的影响。这些黑暗的活跃区域会改变特定波长的亮度，从而干扰数据。通过对这种干扰进行校准，研究人员相信他们为分析绕小型恒星运行的行星大气建立了一套新的标准。
