距地球仅35光年的“硫磺岩浆星球”或是全新类别的系外行星

最新观测显示，在距离地球约35光年的一颗系外行星上，“地面真的是一片岩浆海”。研究团队认为，这颗名为 L 98-59 d 的行星体积仅约为地球的1.6倍，却拥有充满硅酸盐熔岩的地幔和异常富硫的内部与大气层，可能代表一种此前从未被正式识别的新型“硫磺富集岩浆海世界”。

相关成果已发表于3月16日上线的《自然·天文学》（Nature Astronomy）期刊，部分数据来自詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）以及地面天文台的联合观测。论文第一作者哈里森·尼科尔斯在牛津大学攻读博士期间完成了这项研究，目前在剑桥大学从事博士后工作，他在接受 Refractor 采访时表示，这一发现表明“我们对行星如何形成和演化，仍有太多未知”。他强调，银河系中的行星环境类型远比当前分类体系所呈现的要丰富多样，在讨论宜居带行星时，必须充分考虑这种多样性。

L 98-59 d 的一个关键特征，是其地幔类似于地球火山喷发时的硅酸盐熔岩，但规模扩展为覆盖行星表面的“全球岩浆海”，并在深部储存了大量硫元素。研究人员推断，这颗行星极可能诞生于一个比太阳系更富硫的原行星盘环境。从行星形成理论来看，这意味着在银河系中，可能存在许多元素配比与地球截然不同、甚至以硫为主导的类地行星，进而衍生出“硫世界”等全新类型的岩石行星概念。

更令人困惑的是，这颗行星似乎在恒星高能辐射持续“吹刷”的条件下，依然设法在数十亿年间保留了一层富氢、压力极高的大气。一般而言，类似地球的岩石行星会在演化过程中逐渐失去氢、硫等轻质挥发性成分，而 L 98-59 d 却违背了这一“常规”，迫使科学家求助高精度的数值模拟来重建其演化历史。

模型显示，该行星在早期曾经更加炽热、更加“膨胀”，外观更接近一颗“次海王星”（sub-Neptune），随后在漫长岁月中逐渐冷却和收缩，但整体密度仍然偏低，指向一层厚重而高压的大气包裹。这种富氢高压大气将使行星外层高度不透明，同时产生类似金星的极端温室效应，在恒星辐射和潮汐加热的共同作用下，维持行星表面的“原始岩浆海”长期处于液态。研究团队指出，这种由厚大气、适中辐射与潮汐联手“锁定”岩浆海的机制，未被现有行星分类框架充分考虑。

此前，天文学界已在其他恒星附近发现岩浆海世界，例如 55 Cancri e 等，但这些行星往往紧贴恒星、公转周期极短，主要依赖恒星强烈辐射加热表面。相比之下，L 98-59 d 接收到的辐射相对温和，却依靠“大气—辐射—潮汐”三重机制共同维持岩浆海，呈现出一种全新的稳定模式。这让研究人员开始思考，现有“超级地球”这一以行星大小为唯一划分标准的分类，是否已不足以描述这些内部结构和成分大相径庭的行星族群。

在行星化学层面，L 98-59 d 虽然极端炽热，不适宜已知生命形式存在，但仍可为科学家提供关于硫在行星系统中扮演角色的重要线索。硫在适当条件下可参与多种与生命相关的地球化学循环，研究团队借助模型推断，这颗行星的诞生环境中，硫元素丰度显著高于太阳系，为未来寻找更小、更温和的“富硫类地行星”提供了理论参照。

未来几年，科学家计划通过 JWST 持续搜寻更多类似 L 98-59 d 的岩浆海世界，并期待即将由欧洲航天局实施的“系外行星大气红外遥感巡天”（ARIEL）任务，能够从更大样本中系统性梳理不同超级地球的成分和内部结构差异。尼科尔斯表示，通过对整个超级地球族群进行建模，并与当前系外行星普查数据进行对比，有望从中识别出多个成分、结构迥异的“子类”，并将它们与不同的行星形成与演化路径对应起来。

研究团队也正在利用机器学习手段，构建更复杂的行星演化模拟框架，以便在未来吸收更多来自空间望远镜和大规模巡天任务的新数据。在他们看来，L 98-59 d 只是众多“出格”行星中的一个开端，而这些偏离传统范式的世界，将反过来推动科学家重写关于行星多样性、宜居性以及生命潜在栖息地的基本图景。