揭秘系外行星 L 98-59 d:擁有岩漿海洋與硫化氫大氣的極端世界

编辑者: Uliana Soloveva

2026年3月,一支國際研究團隊透過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)與多座地面觀測站的精密數據,正式揭開了系外行星 L 98-59 d 的神秘面紗。這顆行星位於距離地球約 34 至 35 光年的遙遠星際空間,正緊貼著一顆昏暗的紅矮星運行。由於其軌道極為靠近母恆星,強烈的輻射使得行星表面的溫度飆升至攝氏 1,500 度以上,導致其表面並非堅硬的岩石,而是被一片無邊無際、永久存在的岩漿海洋所覆蓋。

根據近期刊登在權威科學期刊《自然·天文學》(Nature Astronomy)上的研究報告,科學家確認該行星的大氣層中充斥著大量的硫化合物,其中又以硫化氫(H₂S)的含量最為顯著。這項由劍橋大學天文學研究所的哈里森·尼科爾斯(Harrison Nicholls)所主導的研究指出,L 98-59 d 的體積約為地球的 1.6 倍,但其整體密度卻低得驚人。這種獨特的物理屬性挑戰了傳統的行星分類學,因為數據顯示該行星內部缺乏像地球那樣明確的地殼與地函分界。

研究團隊針對該行星過去 50 億年的演化史進行了深度建模,結果顯示其內部結構是由深達數千公里的熔融物質構成的連續體,形成了一個深不可測的全球性岩漿海洋。這項突破性的發現讓天文學家得以定義出一種全新的行星類別,其核心特徵是由重硫化合物主導。除了尼科爾斯外,里茲大學的理查德·D·查特吉(Richard D. Chatterjee)與雷蒙德·T·皮埃爾伯恩(Raymond T. Pierrehumbert)等學者也共同參與了這項重要的跨國研究。

大氣中高濃度硫化氫的形成,源於行星內部深處累積的硫元素與大氣層之間的劇烈相互作用,而這種狀態則是由失控的溫室效應所維持。查特吉教授強調,硫化氫在維持該行星複雜的動力學平衡中扮演了核心角色。與此同時,參與數據建模的牛津大學研究團隊則提出了一個引人入勝的假設:L 98-59 d 在其形成初期可能是一顆體積更大的「次海王星」,但隨著時間推移,其原始的氣體外殼在恆星風的吹襲下逐漸流失,才演變成今日所見的模樣。

這片廣闊的岩漿海洋如同一個巨大的長期儲存庫,在數十億年的歲月中不斷吸收並積聚硫元素,這項發現與目前觀測到受強烈恆星輻射影響的系外行星演化趨勢高度一致。儘管母恆星釋放出強烈的 X 射線輻射,但這個熔融的內部結構似乎幫助行星保留了厚實的大氣層。透過對 L 98-59 d 這類極端世界的觀測,科學家能更清晰地理解類地行星在形成初期所經歷的熾熱液態階段。未來,隨著 Ariel 與 PLATO 等新型太空任務的啟動,科學家將能利用現有的研究模型,進一步繪製出銀河系中行星多樣性的完整地圖。

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來源

  • O Globo

  • CNN Brasil

  • arXiv

  • University of Oxford

  • BBC Science Focus Magazine

  • Sputnik Brasil

  • ScienceDaily

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