天文学家盯着数据图看了很久,总觉得哪里不对劲。

人类向太空走得越远,碰到的问号反而越多。其中一道谜题和行星的身材有关——宇宙里明明遍地都是岩石质的“超级地球”,也随处可见蓬松的“亚海王星”,偏偏半径在1.8倍地球左右的行星少得扎眼。这道断崖式的空缺,学界给它起了个名字,叫“半径谷”。

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为什么行星们像商量好了一样,集体跳过这个尺寸?一个叫“早期演化探索者”(EVE)的任务提案打算追查到底。

EVE的思路相当直接:不看老家伙,专盯新生儿。任务团队在arXiv预印本平台发布的概念论文里提到,与其对着几十亿岁的行星苦思冥想,不如去刚成型的星团里翻翻答案。只有趁它们还没被漫长岁月打磨变形之前,才可能看清小质量行星长出最后这副模样的真正推手。

目前台上的主流解释分成两派,火药味不小。

一派认为,许多小行星刚出生时裹着厚厚的氢氦外衣。如果轨道太靠近年轻暴躁的恒星,强烈的星风辐射会把气体一层层扒掉,最后只剩光秃秃的岩石核心——这就是我们后来看到的超级地球。而那些离得远、逃过一劫的,留住大气就成了亚海王星。另一派完全不买账,说分化从娘胎里就注定了:超级地球本身就是近星区域形成的干燥岩质世界,亚海王星则诞生在更远处,天生富含水或者拥有致密大气。前者主张这是后天剥离事件,后者坚持是先天分界线。

EVE的任务书里写着,它要盯着年龄不到5000万年的行星看,正好卡在这场争论的命门上。如果剥离理论是对的,这个阶段应该能抓到正在被“脱衣服”的倒霉蛋;如果原生分化理论正确,年轻行星的尺寸分布应当和老年样本差不多。

按照提案设计,EVE会在2.5年的任务周期里,轮流监测30片年轻星团区域,每片盯满30天,总共覆盖大约两万颗新生恒星。年轻恒星脾气大,动不动就爆发耀斑,那种光度跳变很容易伪装成行星凌星信号,因此探测器必须自带“验钞”本领。EVE准备搭载三台传感器,分别覆盖近紫外、可见光和近红外波段。

这个多波段方案的精髓在于交叉验证。恒星耀斑在不同波段的指纹和行星遮掩信号不一样——如果能用紫外光实时追踪耀斑活动,就有机会把假信号从候选名单里踢出去,清理出真正穿过恒星前方的行星身影。

整个任务目前还躺在概念阶段,等的是绿灯。但半径谷这道悬案拖得越久,天文学家想知道答案的心情就越急迫。