在浩瀚宇宙中,系外行星L 98-59 d正以其獨特性質吸引著科學界的目光。這顆距離地球約35光年的行星,圍繞一顆小型紅矮星運行,其體積約為地球的1.6倍,但密度卻低得令人驚訝。更引人注目的是,它的大氣中富含硫化氫,這一發現顛覆了科學家對類似行星的傳統認知。
此前,科學家通常將此類行星歸為兩類:要么是擁有富氫大氣的巖質“氣體矮行星”,要么是被深海與冰層覆蓋的富水行星。然而,L 98-59 d卻展現出截然不同的特征。研究表明,這顆行星主要由重硫化合物構成,其內部狀態與地球截然不同。計算機模擬顯示,L 98-59 d的地幔由熔融硅酸鹽組成,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”使得行星能夠在漫長時間里將大量硫封存在內部。
巖漿海洋上方覆蓋著一層濃厚的富氫大氣,其中包含硫化氫等含硫氣體。通常情況下,宿主恒星的輻射會通過X射線驅動的過程將這些氣體剝離到太空中,但L 98-59 d卻能夠維持這種獨特的大氣組成。數十億年來,熔融的行星內部與大氣層之間持續進行的化學反應,塑造了這顆行星如今的樣貌,也解釋了望遠鏡探測到的異常信號。
詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)的觀測結果顯示,在L 98-59 d的高層大氣中發現了二氧化硫及其他含硫氣體。模型表明,這些氣體是由紅矮星L 98-59的紫外線輻射引發的化學反應形成的。與此同時,下方的巖漿海洋如同揮發性物質的巨型儲存庫,在行星形成后的數十億年間不斷吸收與釋放氣體。內部深層儲存與紫外驅動化學反應的共同作用,解釋了這顆行星的獨特性質。
科學家推測,L 98-59 d可能是在富含揮發性物質的環境中形成的,并且可能類似于一顆更大的“亞海王星”型行星。隨著時間推移,它逐漸冷卻、丟失部分大氣,體積隨之縮小。這一發現表明,銀河系中的行星類型遠比此前認知的更加豐富多樣。盡管這顆熔融行星基本不可能存在生命,但它展現了系外行星的多樣性,促使科學家重新思考行星分類體系。
研究團隊利用計算機模型,追溯了L 98-59 d從形成后至今近50億年的演化歷程。通過結合望遠鏡觀測數據與詳盡的行星內部及大氣模型,他們推斷出行星內部的狀態。這一成果不僅增進了對系外行星的理解,也為研究地球早期歷史提供了新視角。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,研究遙遠星球上的這類環境,有助于我們理解地球最早期的演化過程。
隨著JWST不斷傳回數據,未來的“阿里爾”“柏拉圖”等探測任務將進一步擴充數據量。研究團隊計劃應用這些觀測數據建立模型,結合機器學習,繪制太陽系外行星的多樣性圖譜,并追溯其早期演化。通過這一方式,科學家希望更深入地理解行星的形成與演化,并找出哪些星球可能具備孕育生命的條件。








