被动过手脚？科学家：太阳系是自然演化最不容易导致的一种结果

太阳系是一个农场，而人类就是农场里的火鸡？

宇宙间的四种行星系。太阳系的布局就目前看来确实非常稀有。UniBe / NCCR PlantS / Tobias Stierli

在首颗系外行星被发现之前，天文学家总是假设别的太阳系和我们的大同小异。

但现在，人们已经发现了5000多颗系外行星。这些行星环绕着3000多颗恒星运行。在这3000多个太阳中，目前有850个已确认带有2颗以上的行星。那么这些行星系统和我们的太阳系相似吗？新的研究结果认为：可以说毫无相似之处。

科学家在2月14日发表的一篇论文中将系外行星系统分成了四大类。我们的太阳系被归为“正序型”，而这一类却是四类行星系统中最稀有的。其他三类则分别是：“相似型”、“反序型”和“混合型”。

行星之于行星系，并不像是豆子之于豆荚，行星系也无法简单地划分为两种基本系统。事实上，基于现有的发现，行星系至少可以分成四大类。

“正序型”行星系的特点是，行星的质量随行星和恒星距离的增加而增加。比如我们的太阳系，离太阳最近的是最小的四颗类地行星，离太阳较远的是四颗气体巨行星。

“反序型”行星系则与之相反：行星质量随其与恒星距离的增加而下降。“混合型”行星系中的行星质量则与其和恒星的距离没有关系。

而在“相似型”行星系中，所有行星的质量差不多。比如TRAPPIST-1行星系已知拥有7颗行星，它们的质量基本上都和地球差不多大。

统计结果显示，“相似型”行星系的数量是最多的，大约占到了80%；而我们太阳系这种“正序型”是最少的。

TRAPPIST-1行星系属于“相似型”。NASA / JPL-Caltech

行星系之所以可以分为这些类型可能有两个主要原因。其一是原行星盘的质量；其二是恒星的重元素含量。

研究人员认为，重元素含量少的恒星，搭配小型低质量原行星盘，会孕育出“相似型”行星系；重元素含量高的恒星，搭配大型高质量原行星盘，会孕育出“正序型”和“反序型“行星系；“混合型”行星系则可能多由中等规模的原行星盘演化而来。

这其中我们最关注的可能就是我们的太阳系是否具有某种特殊性。就目前来看似乎确实比较特殊，因为“正序型”行星系极为稀少。

行星系布局除了与原行星盘的特点有关，还与后期行星系内部的动力学演化有关。许多气体巨行星会迁徙到距离恒星很近的地方，成为“热木星”；有些行星会相互碰撞；有些则会被甩出行星系，成为流浪行星。而“正序型”行星系是否是这种演化最不易导致的一种结果，是值得考虑的。

由于太阳系是迄今已知唯一存在生命的行星系，行星系的类型对于生命演化有着什么样的意义也颇受关注。如果“正序型”行星系会提升生命出现的概率，而这类行星系数量又极少，那么生命在宇宙中的自然会变得更加稀有；如果所有类型的行星系都拥有平等的生命演化成功概率，那么生命应该遍布整个宇宙。当然实际情况有可能更为错综复杂。

系外行星的探测技术还在发展。也许我们只是暂时没有发现那些目前看起来稀少的行星系，也许我们目前所发现的行星系中还存在着没有发现的行星。真相究竟如何，相信一定会随着越来越多的行星系被发现而浮出水面。

宇宙间的四种行星系。UniBe / NCCR PlantS / Tobias Stierli

参考
Four classes of planetary systems
https://nccr-planets.ch/blog/2023/02/14/four-classes-of-planetary-systems/
Framework for the architecture of exoplanetary systems I. Four classes of planetary system architecture
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2023/02/aa43751-22/aa43751-22.html
Framework for the architecture of exoplanetary systems II. Nature versus nurture: Emergent formation pathways of architecture classes
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2023/02/aa44705-22/aa44705-22.html