在距离地球280光年的宇宙深处,一颗名为TOI-561 b的行星正以“叛逆”姿态颠覆人类对系外行星的认知。这颗被天文学家称为“熔岩行星”的天体,不仅在极端高温环境中保留了浓密大气,更通过独特的物质循环机制维持着动态平衡,其发现成果发表于《天体物理学杂志快报》,引发学界对行星演化理论的重新审视。
TOI-561 b的生存环境堪称“地狱级”:它以11小时的超短周期绕母恒星公转,距离仅为水星与太阳间距的四十分之一,被潮汐锁定的一面永远承受着恒星炙烤。根据传统模型预测,其表面温度应高达2700摄氏度,足以将岩石气化,大气层更会被恒星风彻底剥离。然而詹姆斯·韦伯太空望远镜2024年5月通过37小时持续观测发现,该行星向阳面实际温度仅1800摄氏度,较预期低了近千度。
卡内基科学研究所团队通过排除法锁定关键因素——大气层。研究显示,其大气富含挥发性物质,通过三重机制实现降温:大气环流将热量从向阳面输送至背阴面;水蒸气吸收地表红外辐射减少热量逃逸;可能存在的硅酸盐云层反射恒星光线。这种“组合拳”式降温使行星在极端环境中维持稳定状态。
更令科学家困惑的是其大气存续之谜。按标准理论,超短周期行星的大气应在数百万年内逃逸殆尽,但TOI-561 b却通过“岩浆-大气循环”形成动态平衡:岩浆海洋持续释放气体补充逃逸的大气,同时大气成分又溶解回岩浆层,配合其1.9倍地球质量的强引力,使大气逃逸速度显著降低。这种“一边漏气一边充气”的机制,如同宇宙级的呼吸系统。
行星的低密度特征则指向其特殊起源。其母恒星是年龄达太阳两倍的贫金属古老恒星,位于银河系厚盘区——宇宙早期恒星诞生地。重元素匮乏的环境导致TOI-561 b铁核较小、硅酸盐地幔密度偏低,同时积累了更多挥发性物质,为大气与岩浆海洋的稳定提供了物质基础。这种“先天不足”反而成就了其独特的生存方式。
此次突破得益于韦伯望远镜采用的次星面光谱技术。该技术通过分析行星运行至恒星背后时的亮度变化收集数据,原本仅适用于TRAPPIST-1等温和行星系统,此次在极端环境中仍获得高信噪比数据,为系外行星大气研究开辟了新路径。天文学家计划将该技术应用于更多超短周期行星观测,以验证TOI-561 b是特例还是新类型天体的代表。
这项发现迫使学界重新思考行星宜居性标准。若连遭受恒星强烈辐射的行星都能保留大气,那么环境温和的岩质行星存在大气的概率将大幅提高。宇宙中可能隐藏着更多通过自我调节机制维持生存的“叛逆者”,它们的存在暗示着生命存在的可能性远超当前认知。正如研究团队所言:“宇宙总在极端环境中孕育惊喜,每一次观测都是对既有理论的挑战。”











