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最新研究显示，距离地球约 41 光年的超地球系外行星 55 Cancri e（又称 55 Cnc e）可能拥有一层与其熔融内部紧密耦合的富氢大气层，这一成果来自詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的最新观测数据。相关论文已于 2026 年 6 月提交至《Nature Astronomy》，为科学界理解“熔岩行星”这一新兴类系外行星的形成与演化提供了重要线索。
55 Cancri e 是一颗半径约为地球 1.88 倍、质量约为地球 8 倍的超地球行星，围绕一颗类似太阳的恒星运行。这颗行星与母星潮汐锁定，仅需约 0.7 天就完成一次公转，其运行轨道极为紧凑，远远近于水星绕太阳的 88 天轨道周期。科学家普遍认为，这样的轨道距离足以让行星表面被高温“烤熔”，在日照侧形成大面积熔岩洋。
研究团队利用 JWST 观测了 55 Cancri e 的 5 次“次掩食”（secondary eclipse），即行星从恒星前方移至恒星背后、在观测视线中暂时消失的过程。通过分析行星前后亮度及光谱的变化，科研人员将数据与既有的系外行星形成与演化模型进行比对，这类模型预期熔岩行星的大气中应含有较高比例的一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO₂）。
最新观测结果表明，55 Cancri e 的大气成分很可能以大量一氧化碳为主，辅以较少的二氧化碳，以及相当丰富的氢元素。研究人员还发现，5 次掩食事件之间的差异可能与火山逸气过程有关，或源自由逸气形成的云层。这些云层可以在短时间内为表面降温，随后又被新的逸气所驱散，呈现出动态变化的大气结构。
论文指出：“岩石行星的次生大气由其内部组成及随后发生的逸气过程决定，因此大气成分与其内部的氧化还原状态直接相关。”55 Cancri e 大气偏向富氢模型并呈现明显的温度反转结构，意味着其内部氧逸度相对较低，更符合来自“还原态熔融岩浆洋”逸气形成大气的情景。简单而言，在这颗行星的内部化学环境中，氢相对氧更为占优，从而塑造了其富氢大气特征。
所谓“熔岩行星”，是指表面存在大面积熔融岩浆的系外行星，这一类天体在过去十多年间逐步进入研究热点。55 Cancri e 于 2004 年被确认，此后陆续发现的同类行星包括 K2-141 b、L 98-59 d、TOI-561 b、HD 63433 d 和 CoRoT-7 b 等，它们的公转周期分别约为 6.7 小时、7.5 天、10.5 小时、4.2 天和 20.4 小时。与 55 Cancri e 类似，这些熔岩行星均与其母星潮汐锁定、轨道距离极近，导致表面温度极端高昂。其中，L 98-59 d 很可能像木星卫星伊娥（Io）一样，整个表面被熔岩洋覆盖，而 55 Cancri e 则主要在朝向恒星的一侧呈现熔融态。
在太阳系内，伊娥的剧烈火山活动主要源于木星强大的引力拉伸和压缩卫星，从而产生潮汐加热。相比之下，目前已知的熔岩系外行星，包括 55 Cancri e 在内，其火山和熔岩活动主要由恒星辐射带来的高温驱动，而非潮汐效应本身。由于这些行星被潮汐锁定，恒星一侧始终面向高强度辐射，成为持续熔融的“炽热半球”，而背向一侧则可能相对较冷，形成极端的昼夜温差。
研究团队认为，对 55 Cancri e 这类熔岩行星的深入观测，不仅有助于理解极端环境下行星内部与大气之间的化学耦合过程，也为未来探索其他岩质系外行星是否拥有大气、以及大气如何演化提供重要参考。随着 JWST 及后续更先进天文观测设备持续投入使用，科学家有望在未来数年和数十年中，进一步揭示熔岩行星群体的多样性及其形成历史。正如文章结尾所言，这正是科学探索的意义所在——持续观测、持续提问，并不断从极端世界中寻找关于行星与生命的更多答案。
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