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，科学家发现了一颗颠覆所有人预期的新行星。这是一颗熔岩行星，但同时温度又很低。事实上，它是人类迄今为止观测到的、拥有大气层的最冷熔岩行星。

研究人员观测到了 HD 3167 b，这是一颗表面被熔岩覆盖的岩石超级地球，围绕一颗距离地球 154 光年的恒星运行。这颗行星的公转轨道距离恒星极近，在这颗星球上，一“年”（也就是绕恒星完整公转一周）只相当于地球上的一天。它不只是一颗被熔岩包裹的岩石星球，同时也是研究人员迄今找到的体积最小的熔岩行星。即便如此，这颗行星仍然成功留住了自身的大气层。

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）在一份声明中表示：“令人十分意外的一点是，一颗岩石行星的轨道离恒星越近，保留大气层按理来说就越困难，因为它会持续遭受恒星风的轰击，同时接收来自恒星的大量高能光子。但现在看来，不少这类熔岩行星确实保有大气层。”

自从三十多年前第一颗系外行星（也就是太阳系以外的行星）得到确认以来，科学家至今已经发现了超过 6300 颗各式各样的系外行星。从类似热木星的气态巨行星，到小型的类海王星天体，已经发现了种类多得惊人的行星。其中就包含少数“熔岩行星”，也就是温度高到地表已经融化成为滚烫熔岩的岩石星球。

在这项新研究当中，科研团队借助詹姆斯 · 韦布空间望远镜上的中红外仪器（MIRI）开展观测。这套设备可以捕捉该行星的中红外信号，帮助研究人员估算行星温度，同时探查大气层是否存在。科研人员利用这台仪器，在行星发生“次食”期间开展观测；所谓次食，就是行星运行到恒星后方时，研究人员借此捕捉中红外光线发生的变化。

这颗行星处于潮汐锁定状态，这在熔岩行星当中十分常见。也就是说，它的其中一面永远朝向恒星，另一面则永久笼罩在黑暗之中。不过这颗新发现的星球和其他同类又略有不同。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，如果这颗行星不存在大气层，凭借它和恒星如此近的距离，它的向阳面温度“将会达到理论上的极限值”。然而观测结果并非如此。科伊补充说明，团队实际观测到的是一颗温度异常偏低、同时保有大气层的行星，这颗行星“明显低于理论上所能达到的最高温度”。

研究人员据此得出结论：这颗行星应当拥有一层大气层，大气层会反射恒星的光照，把热量重新输送到行星的背阴面，以此给向阳面降温。因此，虽然它的温度仍然足以形成熔岩地表，但它是目前人类发现的、存在大气层的熔岩行星当中温度最低的一颗。

奇怪的是，尽管本次正是依靠温度特征推断这颗行星大概率拥有大气层，此前科学家已经在温度极高的熔岩行星上发现过大气层。这就引出了一系列新问题：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区间是多少。

本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疑问。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，一共观测十颗不同的熔岩行星，以此探寻这类行星一般会在怎样的温度条件下形成大气层。

这项发现也进一步佐证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，以及宇宙当中生命有可能如何诞生与存续。

凯特表示：“这些行星温度过高，并不适合生命生存，但是通过研究它们，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。”

科伊补充说道：“尽管这类星球的环境完全不适合生命栖息，我们依然有兴趣对其开展研究。因为我们认为早期的地球，样貌或许就和熔岩行星十分相似。在太阳系形成的极早期，类地行星刚刚诞生的时候，大量星子撞击释放的巨大能量让行星温度极高。当时的地球处于岩浆洋阶段，整个地表完全处于熔融液态。本次研究成果，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，该研究相关内容已经正式发表于《天体物理学快报》（The Astrophysical Journal Letters）。