距离地球约275光年的TOI-561 b，是一颗直径为地球1.4倍的岩质行星。它以惊人的速度绕宿主恒星公转，仅需10.56小时即可完成一圈，轨道距离不到水星与太阳距离的四十分之一。由于长期处于恒星强烈辐射的炙烤下，天文学家曾普遍认为这颗行星早已失去大气层，成为一颗裸露的岩石星球。然而，韦伯太空望远镜的最新观测结果彻底颠覆了这一认知。
卡内基科学研究所领导的研究团队利用韦伯望远镜的近红外光谱仪，通过追踪行星运行至恒星背后时系统亮度的变化，精确测量了TOI-561 b向阳面的温度。若该行星没有大气层，其表面温度应接近2700摄氏度，但实际测量值仅为1800摄氏度，低了近1000度。这一显著差异表明，行星表面存在某种机制调节温度，而非单纯暴露于恒星辐射之下。
研究团队指出，温度异常的唯一合理解释是行星拥有浓厚的大气层。大气中的挥发性物质通过强劲环流将热量从向阳面输送至背阳面，同时水蒸气等气体在近红外波段吸收部分辐射，导致观测温度偏低。硅酸盐云层对星光的反射也可能进一步降低了表面温度。这一发现与行星密度偏低的观测结果相吻合——TOI-561 b的密度低于类地行星，可能与其围绕一颗年龄约为太阳两倍、贫铁的古老恒星运行有关。该恒星位于银河系“厚盘”区域，化学环境与太阳系截然不同，可能导致行星铁核较小、地幔岩石密度较低。然而，仅凭形成环境仍无法完全解释所有数据，大气层的存在成为关键因素。
那么，这颗长期承受极端辐射的行星为何能保留大气层？荷兰格罗宁根大学天文学家蒂姆·利希滕贝格提出，行星内部的高温熔融岩石（岩浆海洋）与大气层之间存在动态平衡。岩浆持续释放挥发性气体，为大气层补充物质；同时，大气中的气体又被岩浆重新吸收，形成循环系统。这种机制使大气层得以在剧烈辐射环境中维持稳定，而非被剥离殆尽。利希滕贝格形容，这颗行星“像一个湿漉漉的熔岩球”，其挥发性物质含量远高于地球。
这项发表于《天体物理学杂志快报》的研究，是韦伯望远镜通用观测项目3860的首批成果。观测持续超过37小时，期间TOI-561 b完成了近四圈公转。目前，研究团队正在分析完整数据集，试图绘制行星的全球温度分布图，并进一步确定其大气成分。
TOI-561 b的发现为岩质行星大气层研究开辟了新方向。长期以来，科学家一直困惑于岩质系外行星是否普遍拥有大气层。此前对TRAPPIST-1系统中几颗岩质行星的观测虽暗示大气层可能存在，但证据始终不够确凿。TOI-561 b提供了迄今最直接的证据，证明即使在极端条件下，岩质行星仍可能保留并维持大气层。这一发现对评估其他类地行星的宜居潜力具有重要参考价值。
英国伯明翰大学研究者安贾莉·皮埃特强调，对TOI-561 b的深入研究将帮助科学家理解行星大气层的形成、维持与消失机制，为寻找宜居行星提供更精准的理论框架。卡内基科学研究所的约翰娜·特斯克则表示，新数据提出的问题远多于它回答的问题，例如大气层的具体成分、循环机制的细节等。这些谜题或许将推动下一代望远镜技术的发展，引领人类更深入地探索宇宙生命的潜力。
