在浩瀚宇宙中,一顆距離地球約35光年的系外行星L 98-59 d,正以其獨特的性質顛覆科學家對行星類型的傳統認知。這顆體積約為地球1.6倍的星球,密度卻異常低,且大氣中富含硫化氫,與已知的“氣體矮行星”或“富水行星”均存在顯著差異。美國航空航天局的詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)與地面天文臺的聯合觀測,為揭開這顆行星的神秘面紗提供了關鍵線索。
研究團隊通過計算機模擬,追溯了L 98-59 d自形成以來近50億年的演化歷程。結合望遠鏡數據與行星內部模型,他們發現這顆行星的地幔由熔融硅酸鹽構成,地表下隱藏著一片深達數千公里的巖漿海洋。這片巨大的“儲庫”使得行星能夠長期封存大量硫元素,形成以重硫化合物為主的獨特組成。巖漿海洋上方覆蓋著一層濃厚的富氫大氣,其中硫化氫等含硫氣體的存在,進一步印證了行星內部的硫循環過程。
通常情況下,宿主恒星的輻射會通過X射線驅動的機制剝離行星大氣中的氣體。然而,L 98-59 d的巖漿海洋與大氣層之間持續發生的化學反應,成功抵御了這一過程。數十億年來,這種動態平衡塑造了行星如今的樣貌:高層大氣中檢測到的二氧化硫及其他含硫氣體,正是紅矮星L 98-59的紫外線輻射與行星內部揮發性物質相互作用的結果。下方的巖漿海洋則作為巨型儲存庫,不斷吸收與釋放氣體,維持著行星的獨特性質。
模擬結果顯示,L 98-59 d可能誕生于富含揮發性物質的環境,初始形態類似于更大的“亞海王星”型行星。隨著時間推移,它逐漸冷卻并丟失部分大氣,體積隨之縮小。這一演化路徑與太陽系內的巖質行星截然不同,卻為理解行星多樣性提供了新視角。科學家指出,巖漿海洋被認為是包括地球與火星在內的所有巖質行星的初始狀態,研究這類遙遠環境有助于追溯地球最早期的歷史。
盡管L 98-59 d因極端高溫和揮發性物質主導的環境,基本不可能存在生命,但它的發現仍具有重大意義。研究團隊認為,這可能是首個被確認的富含氣體且以硫元素為主的行星實例,其長期存在的巖漿海洋為行星演化模型提供了全新案例。計算機模擬證明,即使無法直接抵達這顆行星,科學家仍能通過測量其大小、質量與大氣成分,重構其內部結構與演化歷史。
隨著JWST持續傳回數據,以及未來“阿里爾”“柏拉圖”等探測任務的開展,系外行星的研究將進入新階段。研究團隊計劃利用這些觀測數據建立模型,結合機器學習技術,繪制太陽系外行星的多樣性圖譜,并追溯其早期演化。這一努力不僅將深化人類對行星形成機制的理解,也可能為尋找潛在宜居星球提供關鍵線索。











