驚人發(fā)現(xiàn)！韋伯望遠鏡探測到地獄行星不應(yīng)存在的巨大氣層！

一顆行星，距其恒星之近，足以讓巖石熔化，表面溫度高達1800攝氏度，卻依然奇跡般地包裹著一層厚厚的大氣。這不是科幻設(shè)定，而是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在280光年外捕捉到的真實景象。

這顆名為TOI-561 b的行星，像一顆被鐵鏈拴在太陽近旁的滾燙石球，以遠超理論預(yù)期的頑強，保留著它的大氣層。天文學(xué)家曾確信，在如此極端的環(huán)境中，任何大氣都會在恒星風(fēng)的猛烈炙烤下瞬間灰飛煙滅。
韋伯望遠鏡的紅外觀測卻給出了顛覆性的答案：其表面溫度比裸露巖石的預(yù)測值低了足足900度。這900度的溫差，如同一份確鑿的“大氣存在證明書”，不僅挑戰(zhàn)了現(xiàn)有行星演化理論的邊界，更可能改寫我們對系外行星，尤其是那些酷熱世界能否孕育穩(wěn)定環(huán)境的認知。
TOI-561 b是一顆名副其實的“地獄行星”。它圍繞著一顆距離地球約280光年的恒星運行，其軌道半徑比水星到太陽的距離還要小40倍。這種極端的親近關(guān)系，造就了它一系列不可思議的特性。
這顆行星的半徑約為地球的1.4倍，屬于“超級地球”范疇。然而，與地球溫和的環(huán)境相比，TOI-561 b的處境堪稱煉獄。由于距離恒星過近，強大的潮汐力已將其徹底鎖定：行星的一面永遠朝向恒星，承受著永無休止的炙烤；另一面則陷入永恒的黑暗與寒冷。
它公轉(zhuǎn)一周僅需約11小時，這意味著在這顆行星上，“一年”甚至短于地球上的半個白天。如此靠近恒星，使得其“永晝面”的理論計算溫度本應(yīng)接近2700攝氏度——足以讓絕大多數(shù)巖石蒸發(fā)。
然而，韋伯望遠鏡的精確測量揭示了一個令人費解的事實：其永晝面的實際溫度“只有”約1800攝氏度。這個巨大溫差的背后，必然隱藏著某種高效的“冷卻機制”。
這顆行星的發(fā)現(xiàn)過程，本身就是一次對現(xiàn)有探測技術(shù)的極致應(yīng)用。天文學(xué)家采用了一種名為“二次食”的觀測方法。這種方法并非直接“看”行星，而是捕捉當(dāng)行星運行到恒星背后被遮擋瞬間的極其微弱的光度變化。
當(dāng)這顆熾熱的行星被恒星完全遮蔽時，望遠鏡接收到的來自該恒星系統(tǒng)的總紅外輻射會出現(xiàn)一個微小的、短暫的下陷。這個下陷的幅度，就對應(yīng)著行星自身發(fā)出的熱輻射強度。通過測量這個強度，科學(xué)家便能精確反推出行星表面的溫度。
這900攝氏度的溫差，是整項發(fā)現(xiàn)的核心線索。對于一個沒有大氣層、直接暴露在恒星輻射下的巖石星球（就像我們的水星或月球），其日照面的溫度會迅速飆升到理論極值，并且熱量無法被有效傳遞到背陽面。
TOI-561 b顯著偏低的溫度強烈暗示，存在某種介質(zhì)在吸收、重新分配或反射恒星的能量。這種介質(zhì)，幾乎可以確定就是一個真實存在的大氣層。

按照經(jīng)典的行星大氣演化模型，TOI-561 b的大氣層根本“不應(yīng)該”存在。距離恒星如此之近，意味著它要承受強度難以想象的恒星風(fēng)和高能輻射。
這些來自恒星的粒子流，就像一把把高能錘子，會持續(xù)不斷地轟擊并剝離行星最外層的氣體分子。理論計算認為，在如此惡劣的環(huán)境中，一顆巖石行星的原始大氣會在很短的天文時間內(nèi)被剝離殆盡，最終變成一個光禿禿的“熔巖球”。
那么，TOI-561 b厚重的大氣從何而來，又如何能長期維持？科學(xué)家提出了幾種顛覆性的猜想。主流理論認為，其大氣可能并非“原裝”的殘留物，而是來自行星內(nèi)部的持續(xù)補給。
一種可能是，這顆行星內(nèi)部存在一個全球性的、熾熱的巖漿海洋。在極端高溫高壓下，熔融巖石會像沸騰的水一樣，持續(xù)不斷地釋放出各種揮發(fā)性氣體，如水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳甚至二氧化硫。這些新生的氣體從行星內(nèi)部涌出，源源不斷地補充著被恒星風(fēng)剝蝕的大氣層，形成了一個動態(tài)的平衡。
另一種可能性則指向大氣的成分本身。它的密度測量值低于典型的巖石行星，暗示其內(nèi)部或大氣中可能含有大量輕質(zhì)元素。某些在高溫下依然穩(wěn)定的化合物，比如由蒸發(fā)的巖石形成的硅酸鹽云，可能構(gòu)成了其大氣的主體。這些“巖石蒸汽”形成的云層，能夠高效地反射恒星光，從而顯著降低地表溫度。
這次發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著系外行星研究進入了一個全新的時代。NASA在韋伯望遠鏡發(fā)射前的研究就已預(yù)言，通過測量行星的“二次食”溫差來推斷大氣存在，是一種比傳統(tǒng)光譜分析更高效、更抗干擾的方法。
傳統(tǒng)的大氣探測主要依賴“透射光譜法”，即分析當(dāng)行星從恒星面前經(jīng)過時，恒星光線穿過行星大氣層后產(chǎn)生的吸收譜線。然而，這種方法極易受到云層和霧霾的干擾。如果大氣層頂部有濃厚的云，它就會像一塊毛玻璃，掩蓋掉下層大氣分子的特征信號，導(dǎo)致觀測結(jié)果呈現(xiàn)一條“平坦”的譜線，無法提供任何有效信息。
正如參與該方法的科學(xué)家埃莉莎·肯普頓所說：“沒有云和霧霾的系外行星大氣，就像獨角獸一樣——我們還沒見過，而且它們可能根本不存在。”
相比之下，“二次食”測溫法巧妙地繞開了這一難題。它不依賴于識別具體的氣體分子，而是直接探測大氣的宏觀物理效應(yīng)——即它是否能有效調(diào)節(jié)行星的溫度。無論大氣是由什么成分構(gòu)成，只要它存在并發(fā)揮作用，就必然會導(dǎo)致溫度分布的改變。
韋伯望遠鏡強大的紅外探測能力和巨大的集光面積，使其能夠精確捕捉到這種微小的溫度信號。這項技術(shù)特別適用于像TOI-561 b這樣熾熱的行星，能在短短幾個小時的觀測內(nèi)給出強有力的證據(jù)。
TOI-561 b的發(fā)現(xiàn)，其意義遠超一顆奇特行星本身。它迫使天文學(xué)家從根本上重新思考，在極端環(huán)境下行星大氣的形成、維持與演化機制。
首先，它直接挑戰(zhàn)了“超短周期巖石行星不可能擁有大氣”的舊有觀念。這為理解整個宇宙中行星大氣的多樣性打開了一扇新窗口。宇宙中可能存在著各式各樣憑借內(nèi)部地質(zhì)活動“自力更生”、頑強保有大氣層的奇特世界。
其次，這一發(fā)現(xiàn)對尋找太陽系外生命具有深遠的啟示。在銀河系中，數(shù)量最多的恒星是比太陽更小、更暗的紅矮星。一顆圍繞紅矮星運行的巖質(zhì)行星，如果要處于溫度適宜的“宜居帶”，就必須非常靠近它的恒星，就像TOI-561 b一樣，從而面臨類似的強烈恒星輻射威脅。
過去，這被認為是紅矮星周圍行星難以孕育生命的巨大障礙。然而，TOI-561 b的例子表明，即便在如此嚴(yán)酷的環(huán)境中，大氣層也可能以意想不到的方式存在和維持。如果連“地獄行星”都能保住大氣，那么那些軌道稍遠、環(huán)境更溫和的“宜居帶”行星，保住大氣、甚至孕育海洋的可能性無疑會大大增加。
正如提出該探測方法的科學(xué)家丹尼爾·科爾所言：“如果炎熱的行星都能抓住大氣層，那么更涼爽的行星至少也應(yīng)該能做到。” TOI-561 b，這顆來自地獄的使者，反而為我們在宇宙中尋找下一個家園帶來了新的希望。

韋伯望遠鏡凝視著TOI-561 b這個矛盾的世界——一面是足以熔化巖石的酷熱，一面是維持生命搖籃的大氣。天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，行星大氣或許比我們想象的更具韌性和創(chuàng)造力。內(nèi)部的地質(zhì)引擎可以成為對抗恒星風(fēng)暴的盾牌，揮發(fā)的巖石本身也能構(gòu)筑起保護性的云蓋。
每一次理論的顛覆，都意味著我們向宇宙的真相又邁進了一步。TOI-561 b的故事遠未結(jié)束，它的存在本身就是一個強烈的信號：在廣袤的宇宙中，生命的可能形式與存在環(huán)境，或許遠超我們最大膽的想象。