TOI-561 b 的半径约为地球的 1.4 倍，绕母恒星公转一周不到 11 小时，属于极少见的“超短周期系外行星”。 这颗行星环绕一颗略小且略冷于太阳的恒星运行，但轨道半径不足一百万英里，仅约为水星—太阳距离的四十分之一，经久受到强烈辐射轰击。 在如斯近距离上，行星被认为处于潮汐锁定状况，一面永远面对恒星，其白天面温度远高于通俗岩石的熔点。
研究团队指出，TOI-561 b 的整体密度明显低于“类地构成”模型的预期，这是本次研究的关键出发点。 以第一作者、卡内基科学研究所地球与行星实验室研究员 Johanna Teske 为代表的科学家表示，仅靠较小的铁核或低密度地幔并不足以解释不雅测数据，行星四周存在一层富含挥发物的厚大年夜气层，才是更合理的谜底。 更为特其余是，这颗行星环绕一颗年纪约为太阳两倍、金属丰度较低、位于银河系厚盘区的古老恒星运行，其化学情况与太阳系行星形成时大年夜不雷同，可能代表宇宙早期形成行星的一类典范样本。
为了验证大年夜气假说，团队应用韦布千里镜的近红外光谱仪 NIRSpec，对这颗行星在公转轨道中“从恒星背后擦过”时的体系亮度变更进行周详测量，从而推算其白天面的辐射温度。 假如 TOI-561 b 美满是一块“裸露岩石”，没有大年夜气把热量输送到夜面，其白天面温度应接近约 4900 华氏度（约 2700 摄氏度），但实际测得的温度约为 3200 华氏度（约 1800 摄氏度），明显低于无大年夜气情况的理论预期。 研究团队测验测验用岩浆洋内部对流或表层岩石蒸汽薄层来解释，但仅靠这些机制无法产生如斯明显的降温效应。
介入研究的伯明翰大年夜学等机构学者指出，要同时解释密度偏低和白天面“异常偏冷”这两点，就须要一层较厚的、富含挥发性物质的大年夜气存在。 模型显示，水蒸气等气体可以接收来自岩浆外面的部分近红外辐射，使千里镜探测到的辐射温度偏低；同时，强烈的大年夜气环流可将热量高效输送到夜面，进一步拉低白天面的温度。 研究人员还认为，通亮的硅酸盐云层反射恒星光，也可能为大年夜气降温供献一部分感化。
尽管今朝的证据偏向于支撑“厚大年夜气+岩浆洋”的图景，但一个棘手问题随之而来：如斯接近恒星、饱受强烈辐射的小型行星，如安在数十亿年间保住大年夜量大年夜气物质？ 荷兰格罗宁根大年夜学的 Tim Lichtenberg 指出，行星内部的岩浆洋与大年夜气之间可能存在一种奥妙的“挥发分均衡”，一方面气体赓续从深部释放补给大年夜气，另一方面大年夜气中的挥发物又持续被岩浆“消融”回内部，使体系保持动态稳态。 研究团队形象地将 TOI-561 b 描述为一个“极其富含挥发物的潮湿熔岩球”。
本次成果来自韦布千里镜惯例不雅测项目 3860，对该行星体系持续不雅测跨越 37 小时，时代 TOI-561 b 完成了近四个轨道周期。 科学家们正在对完全数据集进行进一步分析，欲望绘制出这颗行星由昼到夜的温度分布，并在将来更精确地揣摸其大年夜气成分。 这一研究不仅为岩质系外行星是否可以或许保持大年夜气供给了关键线索，也为懂得早期宇宙中行星的形成与演变打开了新的窗口。
编译自/ScitechDaily
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