【詹姆斯·韦伯空间望远镜在熔岩世界TOI-561 b周围探测到浓厚大气层】研究人员利用NASA的詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope）获得了迄今关于太阳系外岩石行星存在大气层的最强有力证据。对超热超级地球TOI-561 b的观测表明，这颗系外行星被包裹在覆盖全球岩浆海洋的厚密气体层中。该结果不仅解释了行星异常偏低的密度，也挑战了传统观点——即相对较小的行星在紧邻恒星的情况下无法维持大气层。TOI-561 b的半径约为地球的1.4倍，轨道周期不足11小时，属于罕见的超短周期系外行星。尽管其宿主恒星仅比太阳略小且略冷，但该行星轨道距离极近——不足百万英里，仅相当于水星与太阳间距的四十分之一——因此必然处于潮汐锁定状态，其永昼面温度远超典型岩石的熔点。研究团队曾考虑用特殊组成解释其低密度：该行星可能拥有相对较小的铁核和密度低于地球岩石的幔层。特斯克指出，这在情理之中——“TOI-561 b在超短周期行星中独具特色，它围绕一颗极其古老（年龄达太阳两倍）、缺铁的恒星运行，该恒星位于银河系厚盘区域，其形成环境必然与太阳系行星截然不同。”该行星的组成可能代表了宇宙相对年轻时形成的行星特征。但特殊组成仍无法解释全部现象。团队同时怀疑TOI-561 b可能被厚密大气包裹而显得比实际更大。尽管小型行星历经数十亿年强烈恒星辐射炙烤后本应失去大气，但部分天体仍显示并非裸岩或纯熔岩状态。为验证大气假说，研究团队使用韦伯的近红外光谱仪（NIRSpec）通过次食测光法测量行星昼面温度。该方法通过测量行星掩食恒星时星-星系统的亮度下降实现，此前曾用于搜寻TRAPPIST-1系统及其他岩石世界的大气。若TOI-561 b为无大气裸岩且无法向夜面传输热量，其昼面温度应接近4900华氏度（约2700摄氏度）。但NIRSpec观测显示实际温度约3200华氏度（约1800摄氏度）——虽仍极高温，但远低于预期值。为解释观测结果，团队评估了多种可能情景。岩浆海洋可循环部分热量，但若无大气层，夜面将固化，从而限制热量向夜侧流动。熔岩海洋表面存在薄层岩石蒸气亦有可能，但其单独产生的冷却效应远小于观测值。英国伯明翰大学（University of Birmingham）合著者安贾利·皮特（Anjali Piette）表示：“我们必须借助厚密的富挥发分大气才能完整解释所有观测。”强风通过将热量输送至夜面实现昼面降温；水蒸气等气体会吸收地表发出的部分近红外波段辐射，导致望远镜接收到的光量减少，从而使行星表观温度降低。此外，明亮的硅酸盐云层反射星光也可能产生大气冷却效应。尽管韦伯观测提供了令人信服的证据，关键问题仍然存在：在如此强烈辐射下，小型行星如何维持如此可观的大气层？部分气体必然正在逃逸，但效率可能低于预期。荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）合著者蒂姆·利希滕贝格（Tim Lichtenberg）指出：“我们认为岩浆海洋与大气之间存在平衡。气体从行星内部释放以补充大气的同时，岩浆海洋也在将气体重新吸回内部。”为解释观测现象，该行星的挥发分含量必须远高于地球，“它实际上就像一个湿润的熔岩球。”该研究是韦伯通用观测计划3860的首批成果，该计划持续观测该系统超过37小时，覆盖TOI-561 b近四个完整轨道周期。团队正分析完整数据集以绘制行星全周温度分布并进一步限定大气成分。特斯克称：“真正令人兴奋的是，这批新数据引发的问题比其解答的更多。”太空探索助力计划
