开普勒行星列队：男左女右，不，矮人左边，泰坦右边

　　据Keck天文台消息，自1992年发现第一颗系外行星起，迄今已有3600多颗系外行星被确认发现。下边科学传播网小编将为你呈现一项由加州理工学院（CIT）领衔的重磅研究发现：

　　在此项研究中，天文学家借助Kepler太空望远镜的数据和夏威夷的10米Keck望远镜的数据，将大多数系外行星分成了截然不同的两类：质量较小的由岩石构成的类地行星，以及质量较大的迷你海王星，即拥有浓厚的氢氦大气、之下是由极深的水、氨等液态物质组成的海洋、中心是岩石内核的行星。

　　迷你海王星和超级地球这两类系外行星的形成示意图

　　（从上至下：由星际物质形成行星的质量大小递减；从左往右：行星形成的三个步骤，依次是星际物质聚集成岩石核，岩石核心通过吸积周围的气体成为年青行星，年青行星在寄主恒星的辐射和星风作用下失去部分或全部气体而成为行星）

　　借助Keck望远镜的高分辨率阶梯光栅光谱仪（High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES)），研究人员能更精确地测定系外行星的尺寸大小，对开普勒望远镜发现的2000多颗系外行星运用HIRES精密测量其光谱并计算出行星半径后（精度是不用HIRES前测定的尺寸精度的4倍），结果发现，这些开普勒系外行星（自2009年开普勒升空以来，先后发现了2300多颗系外行星）大多数的尺寸不是和地球差不多（半径不超过地球的1.75倍），就是像一颗迷你海王星（半径在地球的2-3.5倍之间，而海王星的半径约为地球的4倍）。

　　Maunakea的Keck I和Keck II望远镜

　　HIRES拍摄的阶梯光谱

　　Kepler望远镜及其运行轨道

当研究团队检查这些系外行星大小的分布时，有了惊人的发现：

　　2000多颗Kepler系外行星半径的频数分布呈双峰模式，集中于类地行星（R < 1.75R地球）和迷你海王星（2 R地球 < R < 3.5 R地球）两处，在类地行星和迷你海王星之间，存在着一个明显的间隙，分布在这个间隙内的行星数量极少。

　　类地行星（比如Kepler-452b）族和迷你海王星（比如Kepler-22b）族之间的缺口

　　产生这个体积缺口的原因目前尚不清楚，不过研究团队提出了两种可能：

　　1.出于某种因素，自然界倾向于形成大量类地行星。其中的一些类地行星，由于尚不清楚的一些原因，停止了继续大量吸积气体的过程，因而不能跨过“缺口”成为拥有浓厚大气的迷你海王星。

　　2.与行星失去气体有关。假设一个行星恰巧多获取了一些气体，使其大小居于超级地球和迷你海王星之间，但来自中央炽热恒星的星风会将多余的气体都吹掉、蒸发掉，因而该行星又回到了超级地球的尺寸。

　　基于这个发现，研究团队绘制出了新的系外行星演化图谱。按照原行星盘的质量大小的不同，将演化成三个不同的行星分支：

　　1.质量较大的将演化为类木行星、巨行星；

　　2.质量稍小的将演化为迷你海王星，仍然像巨行星一样有着厚厚的大气，只是质量更小；

　　3.质量最小的将演化为超级地球、类地行星，其引力不足以保持很厚的大气层，质量最小。

　　系外行星演化图谱

　　（演化树的根节点：原行星盘；演化树的右支：气态的巨行星；演化树的左支：固态的超级地球；演化树的中间：迷你海王星）