韋伯在系外岩石行星上最新發現(圖
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）揭示壹顆岩質行星，不僅公轉速度快，表面有壹層炙熱的岩漿，且可能覆蓋著壹層厚重的大氣層。研究人員表示，它整體特征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《天文物理學雜志快報》。
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。
它距離宿主恒星不到壹百萬英裡（160萬公裡），僅為水星到太陽距離的肆拾分之壹，因此繞恒星公轉周期不到11小時，屬於罕見的“超短周期系外行星”。
由於它被“潮汐鎖定”，使其有壹面永遠朝向恒星，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，成為壹顆擁有岩漿海的超高溫岩質行星。該宿主恒星是壹顆位於銀河系厚盤（thick disk）區域的貧鐵恒星，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，內部包含壹個相對較小的鐵核，地函則是由壹個密度低於地球內部的岩石構成。
對此，論文第壹作者、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。它圍繞著壹顆非常古老、貧鐵的恒星運行。這顆恒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，這類極度靠近恒星的小行星在強烈輻射下，最終會失去所有氣體，變成壹顆裸露的岩石。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恒星背後時，系統整體亮度會出現微幅下降。如果TOI-561 b只是壹個沒有大氣層的裸露岩石行星，恒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壹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，以繪制整顆行星溫度的變化圖，並更精確地確定其大氣層的組成。
此為類地行星（下方）環繞恒星（上方）的示意圖。國際研究團隊揭開“超級地球”真實面紗，發現它有大氣層且表面呈現熔融狀態。（Shutterstock）
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：“我們需要壹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硅酸鹽雲，它通過反射星光來冷卻大氣層。”
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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《天文物理學雜志快報》。
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。
它距離宿主恒星不到壹百萬英裡（160萬公裡），僅為水星到太陽距離的肆拾分之壹，因此繞恒星公轉周期不到11小時，屬於罕見的“超短周期系外行星”。
由於它被“潮汐鎖定”，使其有壹面永遠朝向恒星，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，成為壹顆擁有岩漿海的超高溫岩質行星。該宿主恒星是壹顆位於銀河系厚盤（thick disk）區域的貧鐵恒星，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，內部包含壹個相對較小的鐵核，地函則是由壹個密度低於地球內部的岩石構成。
對此，論文第壹作者、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。它圍繞著壹顆非常古老、貧鐵的恒星運行。這顆恒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，這類極度靠近恒星的小行星在強烈輻射下，最終會失去所有氣體，變成壹顆裸露的岩石。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恒星背後時，系統整體亮度會出現微幅下降。如果TOI-561 b只是壹個沒有大氣層的裸露岩石行星，恒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壹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，以繪制整顆行星溫度的變化圖，並更精確地確定其大氣層的組成。
此為類地行星（下方）環繞恒星（上方）的示意圖。國際研究團隊揭開“超級地球”真實面紗，發現它有大氣層且表面呈現熔融狀態。（Shutterstock）
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：“我們需要壹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硅酸鹽雲，它通過反射星光來冷卻大氣層。”
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