研究表明TRAPPIST1系统分两步形成

TRAPPIST-1是一颗超冷矮星，位于距离我们 38.8 光年远的水瓶座，拥有七颗行星。邻近对的周期比随着与恒星距离的增加而接近 8:5、5:3、3:2、3:2、4:3 和 3:2。这种紧凑的共振配置是盘驱动迁移的明显标志;然而，这种演化的首选结果是建立一级共振，而不是在内部系统中观察到的高阶共振。加州理工学院天文学家 Gabriele Pichierri 和同事用一个很大程度上独立于具体盘迁移和轨道圆化效率的模型解释了 TRAPPIST-1 系统的轨道配置。除了迁移之外，该团队模型的两个关键要素是原行星盘的内边界随着时间的推移而后退，以及 TRAPPIST-1 系统最初分为两个子系统。

“当我们只分析我们自己的太阳系时，人们只能假设行星形成于我们今天发现它们的地方，”皮切里博士说。

“然而，当我们在 1995 年发现第一颗系外行星时，我们不得不重新考虑这一假设。”

“我们正在开发更好的模型，以解释行星是如何形成以及它们是如何形成我们现在发现的方向的。”

大多数系外行星都是由新形成恒星周围的气体和尘埃盘形成的，然后预计会向内迁移，接近该盘的内边界。

这就形成了比我们的太阳系更靠近主恒星的行星系统。

在没有其他因素的情况下，行星会倾向于根据其质量以及行星与其主星之间的引力，以特征距离彼此分离。

“这是标准的迁移过程，”皮切里博士说。

“行星的位置会形成轨道周期之间的共振。如果你取一颗行星的轨道周期，然后除以其邻近行星的轨道周期，就会得到一个简单整数的比率，例如 3:2。”

举例来说，如果一颗行星绕其恒星运行一周需要两天，那么距离更远的下一颗行星则需要三天。

如果第二颗行星和第三颗更远的行星也处于 3:2 共振状态，那么第三颗行星的轨道周期将为 4.5 天。

皮奇耶里博士说：“可以说，外行星的行为正常，具有更简单的预期共振。”

“但内部的共振更强烈一些。例如，行星 b 和 c 的轨道比率为 8:5，而行星 c 和 d 的轨道比率为 5:3。”

“TRAPPIST-1 组装结果中如此微小的差异令人费解，同时也为我们详细了解其组装过程中还有哪些其他过程提供了绝佳的机会。”

“此外，大多数行星系统被认为是在这些共振状态下开始的，但在我们今天观察到它们之前，它们的生命周期中遇到了显著的不稳定性。”

“大多数行星都会变得不稳定或相互碰撞，一切都会变得混乱。例如，我们自己的太阳系就受到这种不稳定的影响。”

“但我们知道有一些系统仍然保持稳定，或多或少是原始的样本。”

“实际上，它们展示了整个动力学历史的记录，我们可以尝试重建。TRAPPIST-1 就是其中之一。”

当时的挑战是开发一个模型来解释 TRAPPIST-1 行星的轨道以及它们如何达到目前的配置。

最终的模型表明，内侧四颗行星最初是在预期的 3:2 共振链中单独演化的。

只有当圆盘的内边界向外扩展时，它们的轨道才会从更紧密的 3:2 链中放松到我们今天观察到的结构。

第四颗行星最初位于圆盘的内边界，并随之向外移动，但后来当另外三颗外行星加入该行星系统时，它被推回内向。

“通过观察 TRAPPIST-1，我们能够检验行星系统演化的令人兴奋的新假设，”Pichierri 博士说。

“TRAPPIST-1 非常有趣，因为它非常复杂;它是一个很长的行星链。它是测试行星系统形成替代理论的绝佳范例。”

该研究结果发表在《自然天文学》杂志上。