北京
一顆距離我們41光年的超級地球，最近被詹姆斯·韋伯太空望遠鏡揭開了大氣層的面紗。這顆名為55 Cancri e的系外行星半徑約為地球的1.88倍，質量大約是地球的8倍，繞著類似太陽的恒星運行，公轉一圈只需要大約0.7天?？茖W家一直在盯著這顆星球看，想知道它到底包裹著一層什么樣的大氣。
極短的軌道意味著什么？表面可能完全熔化。作為對比，水星繞太陽一圈要88天，而55 Cancri e的0.7天軌道讓它幾乎貼著恒星在飛。這樣的高溫環境足以將巖石地表燒成熔巖海洋。研究人員將這項發現提交到了《自然-天文學》期刊，試圖回答一個基礎問題：熔巖系外行星的大氣從哪來，又怎么隨時間演變。
韋伯望遠鏡觀測了55 Cancri e的五次掩星事件，把數據與已有的系外行星形成演化模型做了對比。那些模型指出，熔巖行星的大氣應該富含一氧化碳和二氧化碳。實際觀測結果吻合了這個方向，但有更多細節。大氣成分很可能包含大量一氧化碳、少量二氧化碳，以及豐富的氫氣。
五次掩星之間還出現了差異?？茖W家注意到，這種不一致可能指向行星表面的釋放氣體過程，或者由該過程產生的云層。這些云層可以短暫給地表降溫，然后新一輪氣體釋放又會把云沖散。這是一個動態的大氣系統，而不是一成不變的氣體包裹殼。
研究進一步分析了大氣的化學源頭。論文指出，巖石行星的次生大氣由內部成分和后續氣體釋放決定，因此大氣組成與行星內部的氧化還原狀態直接掛鉤。55 Cancri e更符合富氫模型，同時模型顯示溫度隨高度急劇升高，這意味著行星內部氧逸度較低，符合從還原性巖漿海洋釋放氣體的特征。簡單說，這顆行星的內部化學環境偏向于氫氣，氧氣相對匱乏，最終形成了富氫的大氣層。
熔巖行星這一類別近年來越來越受關注。過去十年內發現了好幾顆，而55 Cancri e早在2004年就被發現了。隨著觀測工具越來越強，這類極端世界的規律可能才剛剛開始浮現。
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