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在太阳系中 ， 八大行星可以分为两类——气体行星和岩石行星 。 气体行星中半径最小的是海王星 ， 约为24764公里；岩石行星中最大的是地球 ， 半径6378公里 ， 二者相差了约3.86倍 。
看起来 ， 比海王星大的都是气体行星 ， 比地球小的都是岩石行星 。 但是 ， 地球和海王星的半径之间还有一个巨大的空缺 ， 那么位于二者之间的行星属于哪一类行星呢？
随着天文学家发现了系外行星 ， 答案似乎越来越清晰 。 果然 ， 即便是在太阳系之外 ， 巨大的行星也都是以氢和氦元素为主 ， 小一点的行星都有固体表面 。
但是 ， 尽管天文学家发现了半径位于地球和海王星之间的系外行星 ， 却只是稍微缩小了这个空缺 ， 而不是完全填补 。 前几天我们刚刚介绍过 ， 系外行星的半径普遍小于地球的1.4倍 ， 或者大于地球的2.5倍 ， 在此之间的系外行星非常少 。 尤其是在靠近恒星的位置 ， 1.8倍地球半径的系外行星发现得更少 ， 这个现象被称为“半径峡谷” 。
天文学家们提出了一些理论来解释这个现象 ， 其中一个比较主流：如果系外行星达到一定尺寸（以2.5倍地球半径为例）后 ， 其质量也足够大 ， 能够束缚大量的大气；如果系外行星的岩体不够大（以1.4倍地球半径为例） ， 哪怕它曾经有浓厚的大气层 ， 使其半径足够大（比如达到了地球半径的1.8倍） ， 但大气还是会被吹散 ， 以至于半径还是以岩体为主 。
所以 ， 只有我们的运气足够好 ， 才能发现相对比较小的行星 ， 还没来得及失去全部的大气 。 按照上面的理论 ， 半径介于地球1.4~2.5倍之间的行星 ， 岩体应该和地球差不多 ， 并且拥有一个以氢和氦为主的非常浓厚的大气层 。
最近 ， 天文学家还真的发现了一颗半径处在该范围内的系外行星 。 按理说他们应该解答了许多问题 ， 实际上恰恰相反 ， 这颗行星显得更诡异了 。
这颗系外行星名叫TOI-1075b ， 距离地球大约200光年 。 它是由美国宇航局的凌星系外行星巡天（TESS）卫星发现的 ， 也就是说 ， 当它运行到宿主恒星和地球之间的时候 ， 会短暂地降低宿主恒星的亮度天文学家就是这样发现它的 。 再通过其他方面的观测 ， 就可以确认它的存在了 。
凌星法有一个好处 ， 那就是根据恒星亮度的规则变化 ， 就可以确定系外行星的公转周期 。 不仅如此 ， 根据恒星亮度变化的幅度 ， 天文学家还能够判断系外行星的半径 。
结果表明 ， TOI-1075b的公转周期仅有14.5个小时 ， 也就是说这里的一年比地球的一天还短！毫无疑问 ， 它和宿主恒星之间的距离非常近 。 而且 ， 它的半径大约是地球的1.72倍 ， 恰好落在半径峡谷内 。
长期研究超级地球的麻省理工学院天文学家Zahra Essack注意到了这颗行星的特殊之处 ， 对它非常感兴趣 ， 于是展开了进一步的研究 。 她首先要了解的 ， 就是TOI-1075b的质量 ， 这对我们了解它的本质来说至关重要 。
测量系外行星的质量并不是很困难 ， 其利用的原理就是万有引力定律 。 行星和恒星之间有引力的相互作用 ， 看起来行星是绕着恒星公转 ， 但恒星也会被行星的引力拖曳 ， 发生轻微的抖动 。 这种抖动很轻微 ， 通过直接观测是很难获得的 ， 而是需要利用恒星的光谱变化来计算 。
我们知道 ， 引力和质量的平方成反比 。 所以 ， 得到恒星的抖动幅度之外 ， 再对比行星的轨道 ， 就可以知道两颗天体的质量比 。 接下来 ， 只要知道恒星的质量就可以了 。
TOI-1075属于一颗橙矮星 ， 质量是太阳的60% 。 计算下来 ， TOI-1075b的质量就是地球的9.95倍 。 并且Essack等人的进一步观测更新的行星的半径 ， 大约是地球的1.791倍 。
有了行星的半径和质量 ， 就可以计算它的密度了 。 令人惊讶的是 ， 它的密度达到了每立方厘米9.32克 。 毫无疑问 ， 这个密度远远超过了木星（每立方厘米1.33克）这样的气体行星 ， 可以确定它是岩石行星 。 不仅如此 ， 它的密度比太阳系密度最大的地球（每立方厘米5.51克）还高得多！
