距地球僅35光年的“硫磺巖漿星球”或是全新類別的系外行星

最新觀測顯示，在距離地球約35光年的一顆系外行星上，“地面真的是一片巖漿海”。研究團隊認為，這顆名為 L 98-59 d 的行星體積僅約為地球的1.6倍，卻擁有充滿硅酸鹽熔巖的地幔和異常富硫的內部與大氣層，可能代表一種此前從未被正式識別的新型“硫磺富集巖漿海世界”。

相關成果已發表于3月16日上線的《自然·天文學》（Nature Astronomy）期刊，部分數據來自詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）以及地面天文臺的聯合觀測。論文第一作者哈里森·尼科爾斯在牛津大學攻讀博士期間完成了這項研究，目前在劍橋大學從事博士后工作，他在接受 Refractor 采訪時表示，這一發現表明“我們對行星如何形成和演化，仍有太多未知”。他強調，銀河系中的行星環境類型遠比當前分類體系所呈現的要豐富多樣，在討論宜居帶行星時，必須充分考慮這種多樣性。

L 98-59 d 的一個關鍵特征，是其地幔類似于地球火山噴發時的硅酸鹽熔巖，但規模擴展為覆蓋行星表面的“全球巖漿海”，并在深部儲存了大量硫元素。研究人員推斷，這顆行星極可能誕生于一個比太陽系更富硫的原行星盤環境。從行星形成理論來看，這意味著在銀河系中，可能存在許多元素配比與地球截然不同、甚至以硫為主導的類地行星，進而衍生出“硫世界”等全新類型的巖石行星概念。

更令人困惑的是，這顆行星似乎在恒星高能輻射持續“吹刷”的條件下，依然設法在數十億年間保留了一層富氫、壓力極高的大氣。一般而言，類似地球的巖石行星會在演化過程中逐漸失去氫、硫等輕質揮發性成分，而 L 98-59 d 卻違背了這一“常規”，迫使科學家求助高精度的數值模擬來重建其演化歷史。

模型顯示，該行星在早期曾經更加熾熱、更加“膨脹”，外觀更接近一顆“次海王星”（sub-Neptune），隨后在漫長歲月中逐漸冷卻和收縮，但整體密度仍然偏低，指向一層厚重而高壓的大氣包裹。這種富氫高壓大氣將使行星外層高度不透明，同時產生類似金星的極端溫室效應，在恒星輻射和潮汐加熱的共同作用下，維持行星表面的“原始巖漿海”長期處于液態。研究團隊指出，這種由厚大氣、適中輻射與潮汐聯手“鎖定”巖漿海的機制，未被現有行星分類框架充分考慮。

此前，天文學界已在其他恒星附近發現巖漿海世界，例如 55 Cancri e 等，但這些行星往往緊貼恒星、公轉周期極短，主要依賴恒星強烈輻射加熱表面。相比之下，L 98-59 d 接收到的輻射相對溫和，卻依靠“大氣—輻射—潮汐”三重機制共同維持巖漿海，呈現出一種全新的穩定模式。這讓研究人員開始思考，現有“超級地球”這一以行星大小為唯一劃分標準的分類，是否已不足以描述這些內部結構和成分大相徑庭的行星族群。

在行星化學層面，L 98-59 d 雖然極端熾熱，不適宜已知生命形式存在，但仍可為科學家提供關于硫在行星系統中扮演角色的重要線索。硫在適當條件下可參與多種與生命相關的地球化學循環，研究團隊借助模型推斷，這顆行星的誕生環境中，硫元素豐度顯著高于太陽系，為未來尋找更小、更溫和的“富硫類地行星”提供了理論參照。

未來幾年，科學家計劃通過 JWST 持續搜尋更多類似 L 98-59 d 的巖漿海世界，并期待即將由歐洲航天局實施的“系外行星大氣紅外遙感巡天”（ARIEL）任務，能夠從更大樣本中系統性梳理不同超級地球的成分和內部結構差異。尼科爾斯表示，通過對整個超級地球族群進行建模，并與當前系外行星普查數據進行對比，有望從中識別出多個成分、結構迥異的“子類”，并將它們與不同的行星形成與演化路徑對應起來。

研究團隊也正在利用機器學習手段，構建更復雜的行星演化模擬框架，以便在未來吸收更多來自空間望遠鏡和大規模巡天任務的新數據。在他們看來，L 98-59 d 只是眾多“出格”行星中的一個開端，而這些偏離傳統范式的世界，將反過來推動科學家重寫關于行星多樣性、宜居性以及生命潛在棲息地的基本圖景。