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艺术家概念图展示熔岩星球TOI561b及其恒星，其恒星表面涌动着炽热的气体。韦布望远镜的观测显示该行星反射了大部分星光，模型推测可能是其上空的明亮硅酸盐云层覆盖在岩浆海洋之上。图片信用：CryoDragonInc
詹姆斯韦布太空望远镜的观测表明，奇异矿物云可能正在为遥远的熔岩行星遮挡恒星辐射。
一颗暴露在恒星极端高温下的岩石行星似乎会反射其接收到的近四分之三的星光。天文学家推测，硅酸盐矿物云层可能起到保护性防晒层的作用，帮助这颗行星维持远低于熔岩暴露表面预期的温度。
TOI561b这颗行星距离地球约280光年，此前被认为温度过高，无法保留大量大气层。詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）的新观测表明，该行星拥有一个显著的气体层，能够反射入射辐射并将热量重新分布到行星周围。相关研究发表于《天体物理学杂志》，挑战了现有理论关于高度辐射的岩质行星如何维持大气层的假设。
韦布望远镜观测揭示异常温度模式
由英国伯明翰大学天体物理学家安吉莉皮特参与的国际研究团队，对TOI561b行星进行了37小时的监测，覆盖了其围绕恒星运行的近四个完整轨道周期。研究人员通过测量行星在其轨道运行过程中亮度和热辐射的变化，研究了热量如何在恒星持续照射的昼面和黑暗的夜面之间分布。
早期观测显示，该行星的昼面温度对于一个裸露、黑暗的岩石表面来说异常偏低。科学家们考虑过风力是否可能将缺失的热量输送到夜面，或者行星是否反射了大部分入射的星光。韦布望远镜首次对夜面的测量结果显示，其温度不足以解释这一差异。结果表明，TOI561b反射了约75%的接收到的星光，这一比例与金星相当。
加拿大安大略省滑铁卢大学的项目首席研究员丽莎唐教授解释道：我们测量了这颗行星在其轨道运行过程中亮度和热量的变化情况。这种技术被称为相位曲线，结果显示该行星反射了大量来自恒星的光线，并且热量在行星上被重新分布，而非仅集中在向阳面。这些现象共同表明该行星存在大气层。
由岩石构成的云能保护地球吗？
大气层的化学成分目前尚不清楚。一种可能是存在一层致密的二氧化碳，类似于金星的大气层，但经历了更为极端的条件。另一种可能是富含二氧化硫的大气层，这种火山气体也由木星的卫星木卫一释放。这两种情况都不会产生适宜生命存在的条件。
为什么大气层没有消失？
关于该行星存在浓厚大气层的证据引发了对其历史的疑问。强烈的恒星辐射应在漫长的地质年代中剥离掉类似TOI561b这样的岩石行星上的大量气体。然而，新测量数据加强了早期发现，表明该行星仍拥有浓厚大气层，这些大气层可能由内部熔融物质逸出的气体补充。
布里姆斯通大学伯明翰分校天文学助理教授皮特博士表示：我们的发现挑战了现有理论。我们预计像TOI561b这样被强烈辐射的岩石行星，早在数亿年前就应该已经失去了大气层。
相反，现有证据表明该行星至今仍拥有显著的大气层。这引发了诸多疑问，例如该行星是否最初就拥有异常丰富的气体，或是其表面覆盖的熔岩海洋是否如同全球性火山，持续为其大气层提供物质。
下一个问题：大气层由什么组成？
确定围绕TOI561b的气体成分有助于研究人员理解其大气层如何在极端条件下得以维持。进一步的韦布望远镜观测，使用更长波长的光谱信息，可能有助于区分不同的大气模型，并研究火山活动是否持续补充因逃逸到太空而流失的气体。
教授Dang补充道：我们接下来要解答的重要问题是TOI561b的大气层更像金星还是极端版本的木卫一。通过JWST在更长波长下观测这颗行星，或许能为我们提供线索，帮助解释这颗高温行星为何能在数十亿年中保留住大气层。
相关知识（天文术语）
外星行星是指位于太阳系之外的天体，科学家通过望远镜等设备探测到大量系外行星。它们的形成与恒星演化密切相关，研究这些行星有助于理解宇宙的多样性及生命存在的可能性。目前，天文学家已发现数千颗系外行星，为探索地外文明提供了重要线索。
BY: University of Birmingham
FY: AI
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