【2025年12月29日訊】（記者吳瑞昌編譯報導）近期，國際研究團隊使用美國太空總署（NASA）韋伯太空望遠鏡（JWST）揭示一顆岩質行星，不僅公轉速度快，表面有一層炙熱的岩漿，且可能覆蓋著一層厚重的大氣層。研究人員表示，它整體特徵類似於地球早期的模樣，並打破過往「大氣剝離」的假設。
該國際團隊由英國伯明罕大學（University of Birmingham）、荷蘭卡普坦天文研究所（Kapteyn Astronomical Institute）與美國卡內基科學研究所（Carnegie Institution for Science）等機構組成。這項關於「超級地球」擁有大氣與熔融表面的研究成果，於12月11日發表在《天文物理學雜誌快報》。
這顆「超級地球」被命名為「TOI-561 b」，距離太陽系約280光年，半徑約為地球的1.4倍，密度是地球的3.2倍（每立方公分5.5克），顯示其成分為岩石，但鐵含量較低。
它距離宿主恆星不到一百萬英里（160萬公里），僅為水星到太陽距離的四十分之一，因此繞恆星公轉周期不到11小時，屬於罕見的「超短周期系外行星」。
由於它被「潮汐鎖定」，使其有一面永遠朝向恆星，接受到輻射量是地球的5,000倍左右。這讓該顆星球表面溫度遠超普通岩石的熔點，成為一顆擁有岩漿海的超高溫岩質行星。該宿主恆星是一顆位於銀河系厚盤（thick disk）區域的貧鐵恆星，年齡約100億年，且表面溫度略低於太陽溫度。
研究團隊推測，TOI-561 b可能類似地球年輕時形成的模樣，內部包含一個相對較小的鐵核，地函則是由一個密度低於地球內部的岩石構成。
對此，論文第一作者、卡內基科學地球與行星實驗室的科學家喬安娜·特斯克（Johanna K. Teske）表示，「這顆行星真正與眾不同之處，在於其異常低的密度。相較於類似地球的岩石金屬成分，其密度不應如此之低。」
特斯克補充道，「TOI-561 b與超短周期行星的不同。它圍繞著一顆非常古老、貧鐵的恆星運行。這顆恆星的年齡是太陽的兩倍，位於銀河系被稱為厚盤的區域，其化學環境與我們的太陽系截然不同，這也讓該行星的形成歷史顯得更加獨特。」
韋伯望遠鏡揭示TOI-561 b存在大氣層
過去的理論認為，這類極度靠近恆星的小行星在強烈輻射下，最終會失去所有氣體，變成一顆裸露的岩石。為驗證此點，研究人員利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的近紅外光譜儀（NIRSpec），測量行星TOI-561 b向陽面的紅外線亮度，以推算表面溫度。
此觀測方法利用了「次食現象」（secondary eclipse）推測，該現象指行星運行到恆星背後時，系統整體亮度會出現微幅下降。如果TOI-561 b只是一個沒有大氣層的裸露岩石行星，恆星輻射熱量將無法正常傳遞到背光面，使向陽面的預測溫度超過2,700°C。
結果顯示，TOI-561 b的向陽面的溫度只有1,800°C。這種顯著的溫差，表明熱量可能被有效分配。研究團隊認為，該星球上方很可能覆蓋著一層具有揮發性的厚厚大氣體層，這些氣體不僅調節了溫度，也使行星的外觀半徑比實際的岩石本體大得多。
目前，他們正在詳細分析完整的資料集，以繪製整顆行星溫度的變化圖，並更精確地確定其大氣層的組成。
對此，共同作者、伯明翰大學的安賈莉·皮埃特（Anjali A. A. Piette）博士解釋：「我們需要一個富含揮發性物質的厚大氣層，去解釋所有觀測結果。星球上的強風會將熱量輸送到背光面，從而冷卻向陽面。」
皮埃特博士接著說，「水蒸氣等氣體會吸收地表發出的部分近紅外光，使其無法穿透大氣層被望遠鏡偵測到。因此，這顆行星看起來比預期的會更冷。此外，它也有可能存在明亮的矽酸鹽雲，它通過反射星光來冷卻大氣層。」
雖然韋伯望遠鏡的測量結果有力的支持了大氣層的存在，但也帶來了一個重要的謎題，就是一顆相對較小的行星，如何在受到強烈的輻射照射下，仍保持如此濃厚的大氣層？該問題將是團隊未來的主要研究目標之一。
論文合著者、荷蘭格羅寧根大學的蒂姆·利希滕貝格（Tim Lichtenberg）總結道，「我們認為，TOI-561 b的岩漿海洋與大氣層之間存在一種平衡。氣體從行星表面逸出補充大氣層，岩漿海洋又將它們吸回行星內部進行循環。我們推測這顆行星就像『濕漉漉的熔岩球』，含有的揮發性物質可能比地球還要多。」
