天文學家長期以來認為他們已經了解了銀河系的行星。它們可能是岩石超地球或包裹在氣體外殼中的迷你海王星。然而,一項新的發現打破了這一觀念,並且帶有一絲腐爛蛋的氣味。於 3 月 16 日發佈的一項研究確定了一種奇異的新行星類別:一個擁有永久全球熔融岩漿海洋的含硫世界。該行星名為 L 98-59 d,距離地球約 35 光年。最初,它看似是一顆標準的岩石行星,但來自詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的數據顯示其密度如此之低,以至於讓牛津大學的研究人員感到困惑。它的大小約為地球的 1.6 倍,但密度遠低於預期,並擁有豐富的氫硫化氫氣氛。這種化學混合物暗示著它的性質遠比簡單的岩石更為揮發。
L 98-59 d 的發現挑戰了長期以來的天文學觀念,即小型系外行星必須是氣體矮星或覆蓋著冰和海洋的水世界。相反,這顆行星代表了一個新識別的類別,該類別以其獨特的重硫分子濃度為特徵。牛津大學物理系的首席作者哈里森·尼科爾斯博士表示:「這項發現表明,天文學家目前用來描述小行星的類別可能過於簡單。儘管這顆熔融行星不太可能支持生命,但它反映了太陽系外存在的世界的多樣性。」
數十億年來,這顆熔融內部與大氣之間的持續化學交流塑造了當今所觀察到的獨特世界。研究人員利用計算機模擬重建了這顆行星的生命歷程。通過將直接觀測結果與內部模型進行關聯,能夠繪製出行星深處的隱藏活動。他們發現 L 98-59 d 不僅僅是炎熱的,它還是液態的。L 98-59 d 的特徵是一個數千公里深的熔融硅酸鹽岩漿海洋,作為硫的巨大內部儲存庫。這一熔融地幔對行星的演變至關重要,因為它持續將含硫氣體如氫硫化氫排放到大氣中。
有趣的是,內部回收過程使得這顆行星能夠保持厚重的富氫氣氛,否則將會被其宿主恆星強烈的 X 射線輻射剝離。L 98-59 d 的形成是其熔融內部與大氣之間持續循環的結果。來自宿主恆星的紫外光促進了上層大氣中二氧化硫的形成,而一個巨大的地下岩漿海洋則充當緩衝,存儲並釋放揮發性氣體,這一過程持續了數十億年。這一過程暗示該行星可能從一個更大的次海王星狀態演變到目前的形態。
雖然不會想要在一顆散發著氣體泄漏味的行星上度假,但 L 98-59 d 是一面反映過去的鏡子。每一顆岩石行星,包括地球和火星,都曾經以熔融世界的形式開始其生命。通過研究 L 98-59 d,科學家可能能夠追溯過去,了解熔融海洋如何塑造我們最終呼吸的空氣。理查德·查特吉博士表示:「我們的計算機模型模擬了各種行星過程,使我們能夠回溯並理解這顆不尋常的岩石系外行星 L 98-59 d 的演變。」
這一發現表明,宇宙的多樣性遠超出我們目前對岩石或氣體的標籤。隨著 JWST 提供新數據,以及阿瑞爾和 PLATO 等任務的到來,天文學家正在期待更多令人驚訝的發現。這些研究結果已發表在《自然天文學》期刊上。




