55 Cancri: 检验众多行星形成猜想的实验室

目前认为有五颗行星围绕55 Cnc的主星运行，但在最外层的两颗行星之间存在一个5 AU的巨大间隙。这个间隙引起了相当大的兴趣，因为它可能包含一颗或多颗低质量行星，这些行星的存在与长期轨道稳定性分析并不矛盾，事实上，根据“致密行星系统”假说以及最近为55 Cnc提出的经验性提丢斯-波得关系，这是预期的。此外，第二大行星恰好是第二远的行星，并且其轨道非常靠近恒星。它的轨道是所有行星中最圆的，似乎与第三颗行星的轨道几乎但不完全可公度，这使人们对任何内行星的迁移或共振捕获是否发生过产生怀疑，并支持通过核吸积过程“原位”形成巨行星的观点。随着未来更多观测数据的获得，上述所有想法都将在这一天然实验室中得到检验。这一机会与一个物理模型相结合，该模型将观测到的行星轨道与原始原行星盘的结构联系起来，该原行星盘在恒星坍缩早期孕育了它们的形成。仅使用55 Cnc的5颗观测行星，该模型预测其原行星盘的表面密度分布随距离$R$精确地变化为$\Sigma (R)\propto R^{-3/2}$，这与最小质量太阳星云的结果相同。尽管存在这种相似性，但55 Cnc的盘比太阳星云更小、更重且旋转支撑更弱，因此该系统代表了与我们太阳系不同的多行星形成模式。