科学家在探索宇宙的征程中又取得一项突破性进展——牛津大学牵头的研究团队发现了一颗与众不同的系外行星,其独特的地质和大气特征颠覆了现有行星分类体系。这颗被命名为L 98-59 d的星球,距离地球约35光年,围绕一颗小型红矮星运行,其体积约为地球的1.6倍,但密度显著低于同类天体。
传统认知中,这类中等体积的系外行星通常被划分为两类:要么是拥有浓厚氢气层的岩质"气体矮行星",要么是以液态水或冰层为主导的海洋星球。然而,詹姆斯·韦布空间望远镜的观测数据显示,L 98-59 d的大气成分中硫化氢含量异常高,这与已知行星类型存在根本性差异。研究团队通过计算机模拟发现,该行星可能代表着一个全新的行星类别——以重硫化合物为主导的富硫行星。
模拟结果揭示了这颗行星的惊人内部结构:其地幔由深度达数千公里的熔融硅酸盐岩石构成,形成了一个持续数十亿年的全球性岩浆海洋。这种特殊的地质环境使得行星能够储存巨量硫元素,并通过火山活动持续向大气释放含硫气体。研究指出,尽管宿主恒星的强烈辐射会不断剥离行星大气,但地下岩浆海洋作为化学物质储库,维持着大气中氢与硫化氢的动态平衡。
行星演化模型显示,L 98-59 d在形成初期可能类似亚海王星型行星,拥有更庞大的挥发性物质外壳。随着时间推移,行星逐渐冷却并流失部分大气,最终演变成当前体积较小但大气成分独特的状态。这种演化路径为理解岩质行星的早期历史提供了重要参照,因为包括地球在内的所有类地行星在形成初期都可能经历过岩浆海洋阶段。
韦布望远镜在2024年的观测中检测到该行星高层大气存在二氧化硫等含硫化合物。研究团队解释,宿主恒星的紫外辐射与地下岩浆海洋释放的气体发生化学反应,共同塑造了当前观测到的大气特征。这种内部地质活动与外部辐射环境的相互作用机制,为解释其他系外行星的异常大气成分提供了新思路。
参与研究的利兹大学科学家理查德·查特吉博士形象地描述道:"这颗行星的大气中弥漫着类似臭鸡蛋的气味,硫化氢在其中扮演着关键角色。我们的模拟表明,这种特殊的大气化学环境可能比想象中更为普遍。"研究团队正计划将机器学习技术应用于未来观测数据,以期绘制更完整的系外行星分类图谱,并深入探究行星演化与生命孕育环境之间的关联。
牛津大学雷蒙德·皮埃尔亨伯特教授强调,这项研究证明科学家能够通过远程观测和计算机模拟,还原遥远行星的内部结构与演化历史。随着"阿里尔"和"柏拉图"等新一代探测器的投入使用,人类对系外行星多样性的认知将迎来革命性突破,那些隐藏在浩瀚宇宙中的奇异世界正逐渐揭开神秘面纱。











