科学家发现已知最冷熔岩行星，竟拥有大气层

IT之家 9 月 30 日消息，科学家发现了一颗挑战传统认知的新行星。这是一颗熔岩行星，但温度相对较低。实际上，它是人类目前观测到拥有大气层的最冷熔岩行星。

研究人员观测了 HD 3167 b，这是一颗表面被熔岩覆盖的岩石超级地球，围绕一颗距地球 154 光年的恒星运行。这颗行星的公转轨道极其靠近恒星，在其上，一“年”（即绕恒星完成一圈公转）仅相当于地球上的一天。它不仅是一颗被熔岩包裹的岩石星球，还是研究人员迄今发现的最小熔岩行星。尽管如此，它仍成功保留了自己的大气层。

该研究的合著者、芝加哥大学地球物理科学副教授埃德温·凯特（Edwin Kite）在一份声明中指出：“非常令人意外的是，一颗岩石行星的轨道离恒星越近，按理说保留大气层就越困难，因为它会持续受到恒星风的冲击，并接收来自恒星的大量高能光子。但现在看来，许多这类熔岩行星确实拥有大气层。”

自从三十多年前第一颗系外行星（即太阳系以外的行星）被确认以来，科学家至今已发现超过 6300 颗各异的系外行星。从类似热木星的气态巨行星，到小型类海王星天体，种类繁多的行星已被发现。其中就包括少数“熔岩行星”，即温度高到地表已融化成为滚烫熔岩的岩石星球。

在这项新研究中，科研团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜上的中红外仪器（MIRI）进行观测。该设备能捕捉这颗行星的中红外信号，帮助研究人员估算其温度，并探测大气层是否存在。科研人员使用这台仪器，在行星发生“次食”期间进行观测；次食是指行星运行到恒星背后时，研究人员借此捕捉中红外光线的变化。

这颗行星处于潮汐锁定状态，这在熔岩行星中很常见。也就是说，它的一面永远朝向恒星，另一面则永远处于黑暗之中。不过，这颗新发现的星球与其他同类略有不同。本研究第一作者、凯特研究小组的研究生布兰登·帕克·科伊（Brandon Park Coy）在同一份声明中提到，如果这颗行星没有大气层，考虑到它离恒星如此之近，其向阳面温度“将会达到理论上的极限值”。但观测结果并非如此。科伊补充说，团队实际观测到的是一颗温度异常偏低且保有大气层的行星，它“明显低于理论上能达到的最高温度”。

研究人员由此得出结论：这颗行星应该拥有一层大气层，大气层会反射恒星的光照，并将热量重新输送到行星的背阴面，从而为向阳面降温。因此，尽管其温度仍足以形成熔岩地表，但它是人类目前发现的存在大气层的熔岩行星中温度最低的一颗。

奇怪的是，尽管这次正是通过温度特征推断这颗行星很可能拥有大气层，此前科学家已在温度极高的熔岩行星上发现过大气层。这引发了一系列新问题：这类行星究竟如何形成大气层，以及形成大气层对应的温度范围是多少。

此次发现隶属于一项更大的科研项目，该项目正是致力于解答上述问题。这项科研计划由马里兰大学的天文学家梅根·韦纳·曼斯菲尔德（Megan Weiner Mansfield）牵头，共观测十颗不同的熔岩行星，以探寻这类行星通常在何种温度条件下形成大气层。

这一发现也进一步支持了越来越多科学家所持有的观点：绝大多数熔岩行星很可能都拥有大气层。通过研究这些遥远而奇特的外星世界，系外行星科学正在不断拓展认知边界，也有助于我们更好地认识地球本身，以及宇宙中生命可能如何诞生与存续。

凯特表示：“这些行星温度过高，不适合生命生存，但通过研究它们，我们可以加深理解那些对其他岩石行星至关重要的演化过程。”

科伊补充道：“尽管这类星球的环境完全不适合生命栖息，我们仍对其研究感兴趣。因为我们认为早期的地球，样貌或许就和熔岩行星非常相似。在太阳系形成的极早期，类地行星刚诞生时，大量星子撞击释放的巨大能量使行星温度极高。当时的地球处于岩浆洋阶段，整个地表完全处于熔融液态。这项研究成果，也为我们窥探地球最初几百万年的环境状况打开了一扇窗口。”

IT之家注意到，该研究相关内容已正式发表于《天体物理学快报》（The Astrophysical Journal Letters）。