近日，南京大学天文与空间科学学院谢基伟教授、周济林教授团队联合国内外研究者，利用我国郭守敬望远镜（LAMOST）、欧洲盖亚卫星及美国开普勒太空望远镜的观测数据，首次系统揭示了“超级地球”与“迷你海王星”两类行星具有不同的轨道偏心率—周期关系。这一发现表明，尽管两者尺寸相近，命运却迥然不同：超级地球经历过剧烈的引力散射与巨大撞击，而迷你海王星则长期处于宁静的长期摄动演化之中。
相关成果于2026年6月12日以“Super-Earths and mini-neptunes follow different orbital period-eccentricity relations”为题发表在国际顶级期刊《科学》上。
南京大学博士研究生辛科霆、安东升博士为共同第一作者，谢基伟教授为通讯作者，南京大学周济林教授、美国夏威夷大学戴飞教授参与了本工作。
在太阳系外，大量行星的半径介于地球与海王星之间，被观测上的“半径谷”分为两类：一类是体积略大于地球、主要由岩石和铁构成的“超级地球”；另一类是体积更大、拥有厚厚气体包层的“迷你海王星”。这两类行星是否仅成分不同，还是连演化过程也本质不同？长期以来，研究者常将它们混为一谈，导致关键动力学规律被掩盖。
研究团队创新性地采用“凌星持续时间比”（TDR）统计方法，结合我国郭守敬望远镜（LAMOST）和欧洲盖亚望远镜（Gaia）提供的高精度恒星参数（质量、半径、年龄、金属丰度等），成功反演出两类行星族群的轨道偏心率分布。结果令人惊讶：“迷你海王星”的轨道偏心率随公转周期变短而显著增加（即周期越短，轨道越扁），呈现反相关趋势，这与经典潮汐圆化理论的预期相反；而“超级地球”则呈现正相关趋势，即周期越短，偏心率越低，周期越长，偏心率越高。
通过理论模型对比，研究团队进一步解释：超级地球的轨道周期—偏心率正相关与行星—行星散射及潮汐圆化理论预测高度一致，表明它们可能经历了剧烈的引力散射、巨大撞击等“暴力事件”，轨道被随机激发后再由潮汐作用拉圆；而迷你海王星的反相关则与“角动量赤字均分”理论相符，表明它们在动力学上“宁静”的系统中，通过长期摄动作用将偏心率由外向内缓慢传递，很少经历剧烈动力学事件。
论文通讯作者谢基伟指出：“‘超级地球’和‘迷你海王星’看似尺寸相近，实则命运迥异——一个生于暴力，一个长于宁静。它们的轨道演化史是我们理解行星系统形成与演化的关键拼图。”
该工作是“行星轨道偏心率趋势”（Planet Orbital Eccentricity Trends，简称POET，意为“诗人”）系列研究的成果之一。“‘诗人’（POET）系列工作的目标是构建行星轨道偏心率与周期、质量、年龄等参数的完整演化图谱，”谢基伟表示，“未来我们将继续拓展到更多行星族群，最终为回答‘地球和太阳系在宇宙中是否特殊’这一终极问题提供科学依据。”
研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等的支持。
谢基伟，1984年生于江西省赣州市，现任南京大学天文与空间科学学院教授、副院长，中国天文学会行星专业委员会副主任，中国郭守敬望远镜（LAMOST）科学委员会和用户委员会委员，《天文学报》副主编，被聘为江苏省“首席科技传播专家”，江苏省天文学会“科技传播专家”、“科普校园行专家”，苏州“科普大使”。
1999-2002 毕业于赣州市第三中学，2002-2006年南京大学天文系本科，2006-2011南京大学研究生，2008-2010佛罗里达大学联合培养博士，2011-2013多伦多大学博士后。2014-2020为南京大学天文与空间科学学院副教授。
主要研究领域为太阳系外行星的普查、形成和演化。2010年获首届教育部博士究生学术新人奖，2012获年江苏省优秀博士论文，2013获全国百篇优秀博士论文奖，2019年得到江苏省杰出青年基金支持，并获得中天文学会第七届“黄授书奖”，亚太地球科学学会（AOGS）“卡米德讲座奖”以及江苏省天文学会科学技术一等奖（第二完成人）。2022年在中国天文学会成立百年纪念大会上被授予“中国天文学会2012-2022年度突出贡献奖”。研究成果曾分别被评为2016年度和2018
年度中国十大天文科技进展。
论文链接（点击文末“阅读原文”可查看全文）：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu3916
本文来源：南京大学，版权属于原作者，仅用于学术分享。
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