相干成果已揭橥于3月16日上线的《天然·天文学》(Nature Astronomy)期刊,部分数据来自詹姆斯·韦布空间千里镜(JWST)以及地面天文台的结合不雅测。论文第一作者哈里森·尼科尔斯在牛津大年夜学攻读博士时代完成了这项研究,今朝在剑桥大年夜学从事博士后工作,他在接收 Refractor 采访时表示,这一发明注解“我们对行星若何形成和演变,仍有太多未知”。他强调,银河系中的行星情况类型远比当前分类体系所出现的要丰富多样,在评论辩论宜居带行星时,必须充分推敲这种多样性。

L 98-59 d 的一个关键特点,是其地幔类似于地球火山喷发时的硅酸盐熔岩,但范围扩大为覆盖行星外面的“全球岩浆海”,并在深部储存了大年夜量硫元素。研究人员揣摸,这颗行星极可能出生于一个比太阳系更富硫的原行星盘情况。从行星形成理论来看,这意味着在银河系中,可能存在很多元素配比与地球截然不合、甚至以硫为主导的类地行星,进而衍生出“硫世界”等全新类型的岩石行星概念。

更令人困惑的是,这颗行星似乎在恒星高能辐射持续“吹刷”的前提下,依然设法在数十亿年间保存了一层富氢、压力极高的大年夜气。一般而言,类似地球的岩石行星会在演变过程中逐渐掉去氢、硫等轻质挥发性成分,而 L 98-59 d 却违背了这一“惯例”,迫使科学家乞助高精度的数值模仿来重建其演变汗青。

模型显示,该行星在早期曾经加倍炽热、加倍“膨胀”,外不雅更接近一颗“次海王星”(sub-Neptune),随后在漫长岁月中逐渐冷却和紧缩,但整体密度仍然偏低,指向一层厚重而高压的大年夜气包裹。这种富氢高压大年夜气将使行星外层高度不透明,同时产生类似金星的极端温室效应,在恒星辐射和潮汐加热的合营感化下,保持行星外面的“原始岩浆海”经久处于液态。研究团队指出,这种由厚大年夜气、适中辐射与潮汐联手“锁定”岩浆海的机制,未被现有行星分类框架充分推敲。

此前,天文学界已在其他恒星邻近发明岩浆海世界,例如 55 Cancri e 等,但这些行星往往紧贴恒星、公转周期极短,重要依附恒星强烈辐射加热外面。比拟之下,L 98-59 d 接收到的辐射相对平和,却依附“大年夜气—辐射—潮汐”三重机制合营保持岩浆海,出现出一种全新的稳定模式。这让研究人员开端思虑,现有“超等地球”这一以行星大年夜小为独一划分标准的分类,是否已不足以描述这些内部构造和成分大年夜相径庭的行星族群。

在行星化学层面,L 98-59 d 固然极端炽热,不合适已知生命情势存在,但仍可为科学家供给关于硫在行星体系中扮演角色的重要线索。硫在恰当前提下可介入多种与生命相干的地球化学轮回,研究团队借助模型揣摸,这颗行星的出生情况中,硫元素丰度明显高于太阳系,为将来寻找更小、更平和的“富硫类地行星”供给了理论参照。

研究团队也正在应用机械进修手段,构建更复杂的行星演变模仿框架,以便在将来接收更多来自空间千里镜和大年夜范围巡天义务的新数据。在他们看来,L 98-59 d 只是浩瀚“出格”行星中的一个开端,而这些偏离传统范式的世界,将反过来推动科学家重写关于行星多样性、宜居性以及生命潜在栖息地的根本图景。

将来几年,科学家筹划经由过程 JWST 持续搜寻更多类似 L 98-59 d 的岩浆海世界,并等待即将由欧洲航天局实施的“系外行星大年夜气红外遥感巡天”(ARIEL)义务,可以或许从更大年夜样本中体系性梳理不合超等地球的成分和内部构造差别。尼科尔斯表示,经由过程对全部超等地球族群进行建模,并与当前系外行星普查数据进行比较,有望从中辨认出多个成分、构造迥异的“子类”,并将它们与不合的行星形成与演变路径对应起来。

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