一個天文學家小組發現了一個不尋常的行星系統，其中一顆大型的氣態巨行星圍繞著一顆名為TOI-5205的小型紅矮星運行。他們的發現挑戰了長期以來關於行星形成的觀點。在卡內基科學研究所的Shubham Kanodia領導下，研究人員在《天文學雜誌》上發表了他們的發現。

M型矮星比我們的太陽更小、更冷，是我們銀河系中最常見的恆星。由於它們的體積小，這些恆星的溫度往往只有太陽的一半，而且顏色更紅。它們的亮度很低，但壽命卻極長。儘管紅矮星比其他更大質量的恆星承載更多的行星，但它們的形成歷史使它們不太可能成為承載氣態巨行星的候選者。

圖為藝術家對圍繞一顆名為TOI-5205的小紅矮星運行的大型氣體巨行星的構想。到目前為止，在像TOI-5205這樣的低質量M型矮星周圍的行星系統中還沒有發現氣態巨行星。圖片由凱瑟琳-凱恩提供，卡內基科學研究所提供。

這顆新發現的行星TOI 5205b首先被美國宇航局的凌日系外行星探測衛星（TESS）確定為一個潛在的候選行星。Kanodia的團隊，包括卡內基的Anjali Piette、Alan Boss、Johanna Teske和John Chambers確認了它的行星性質，並使用各種地面儀器和設施對其進行了定性。

“主星TOI-5205的大小只是木星的四倍左右，但它卻以某種方式成功地形成了一顆木星大小的行星，這相當令人驚訝！”Kanodia感嘆道，他專門研究這些恆星，這些恆星占我們銀河系的近四分之三，但用肉眼卻無法看到，他還就這一發現寫了一篇博文。

雖然已經發現有少量的氣態巨行星圍繞著較老的M型矮星運行。但是到目前為止還沒有在像TOI-5205這樣的低質量M型矮星周圍的行星系統中發現氣態巨行星。為了方便說明比例，可以把圍繞類似太陽的恆星運行的類似木星的行星比作一顆圍繞柚子的豌豆；對於TOI-5205b來說，由於主星小得多，它更像是一顆圍繞檸檬的豌豆。事實上，當木星質量的TOI-5205b在其宿主面前穿過時，它阻擋了大約7%的光線–這是已知的最大的系外行星過境。

行星誕生於圍繞年輕恆星的氣體和塵埃的旋轉盤中，最常用的氣體行星形成理論是需要大約10個地球質量的這種岩石材料積累起來，形成一個巨大的岩石核心，之後它迅速從盤的鄰近區域掃除大量氣體，形成我們今天看到的巨大行星。

發生這種情況的時間框架是至關重要的。卡諾迪亞解釋說：”TOI-5205b的存在擴展了我們對這些行星誕生的星盤的了解。在開始時，如果盤中沒有足夠的岩石物質來形成最初的核心，那麼就不能形成一個氣態巨行星。而在最後，如果圓盤在巨大的核心形成之前就蒸發掉了，那麼我們就不能形成一個氣態巨行星。然而TOI-5205b的形成卻完全沒有遵循這些，因此根據我們目前對行星形成的名義理解，TOI-5205b不應該存在；它是一顆’禁忌’行星。”

研究小組表明，這顆行星非常大的過境深度使得它非常有利於未來用最近發射的JWST進行觀測，這可能會對它的大氣層有一些了解，並對它的形成之謎提供一些額外的線索。