距離地球約275光年的TOI-561 b，是一顆直徑為地球1.4倍的巖質行星。它以驚人的速度繞宿主恒星公轉，僅需10.56小時即可完成一圈，軌道距離不到水星與太陽距離的四十分之一。由于長期處于恒星強烈輻射的炙烤下，天文學家曾普遍認為這顆行星早已失去大氣層，成為一顆裸露的巖石星球。然而，韋伯太空望遠鏡的最新觀測結果徹底顛覆了這一認知。
卡內基科學研究所領導的研究團隊利用韋伯望遠鏡的近紅外光譜儀，通過追蹤行星運行至恒星背后時系統亮度的變化，精確測量了TOI-561 b向陽面的溫度。若該行星沒有大氣層，其表面溫度應接近2700攝氏度，但實際測量值僅為1800攝氏度，低了近1000度。這一顯著差異表明，行星表面存在某種機制調節溫度，而非單純暴露于恒星輻射之下。
研究團隊指出，溫度異常的唯一合理解釋是行星擁有濃厚的大氣層。大氣中的揮發性物質通過強勁環流將熱量從向陽面輸送至背陽面，同時水蒸氣等氣體在近紅外波段吸收部分輻射，導致觀測溫度偏低。硅酸鹽云層對星光的反射也可能進一步降低了表面溫度。這一發現與行星密度偏低的觀測結果相吻合——TOI-561 b的密度低于類地行星，可能與其圍繞一顆年齡約為太陽兩倍、貧鐵的古老恒星運行有關。該恒星位于銀河系“厚盤”區域，化學環境與太陽系截然不同，可能導致行星鐵核較小、地幔巖石密度較低。然而，僅憑形成環境仍無法完全解釋所有數據，大氣層的存在成為關鍵因素。
那么，這顆長期承受極端輻射的行星為何能保留大氣層？荷蘭格羅寧根大學天文學家蒂姆·利希滕貝格提出，行星內部的高溫熔融巖石（巖漿海洋）與大氣層之間存在動態平衡。巖漿持續釋放揮發性氣體，為大氣層補充物質；同時，大氣中的氣體又被巖漿重新吸收，形成循環系統。這種機制使大氣層得以在劇烈輻射環境中維持穩定，而非被剝離殆盡。利希滕貝格形容，這顆行星“像一個濕漉漉的熔巖球”，其揮發性物質含量遠高于地球。
這項發表于《天體物理學雜志快報》的研究，是韋伯望遠鏡通用觀測項目3860的首批成果。觀測持續超過37小時，期間TOI-561 b完成了近四圈公轉。目前，研究團隊正在分析完整數據集，試圖繪制行星的全球溫度分布圖，并進一步確定其大氣成分。
TOI-561 b的發現為巖質行星大氣層研究開辟了新方向。長期以來，科學家一直困惑于巖質系外行星是否普遍擁有大氣層。此前對TRAPPIST-1系統中幾顆巖質行星的觀測雖暗示大氣層可能存在，但證據始終不夠確鑿。TOI-561 b提供了迄今最直接的證據，證明即使在極端條件下，巖質行星仍可能保留并維持大氣層。這一發現對評估其他類地行星的宜居潛力具有重要參考價值。
英國伯明翰大學研究者安賈莉·皮埃特強調，對TOI-561 b的深入研究將幫助科學家理解行星大氣層的形成、維持與消失機制，為尋找宜居行星提供更精準的理論框架。卡內基科學研究所的約翰娜·特斯克則表示，新數據提出的問題遠多于它回答的問題，例如大氣層的具體成分、循環機制的細節等。這些謎題或許將推動下一代望遠鏡技術的發展，引領人類更深入地探索宇宙生命的潛力。
