北京
当亚利桑那州立大学的天文学家 Luis Welbanks 对着屏幕上一行行代码皱起眉头时，他正在试图回答一个悬了很久的问题：那些银河系里到处可见、太阳系中却一颗都没有的“亚海王星”，到底是由什么构成的？他和同事们在模拟器中“蒸”出来的结果，不是水汽，不是氨冰，而是一片滚烫的、由气化岩石组成的云。
“这项工作让我们离回答这些神秘世界由什么构成这个问题又近了一步。”Welbanks 在随后的一份声明中说。语气克制，但如果你了解系外行星研究的背景，就会明白这句话里压着多大的惊奇感。因为这一类行星——亚海王星，在目前的认知里，几乎就是一个结构不明的谜团。
它们比地球大，比海王星小，在太阳系里找不到参照物。一般认为它们有一个岩石核心，外层裹着极深厚的大气，但除此之外，具体成分与结构的拼图少得可怜。大气可能是氢主导的，像木星一样；也可能富含水蒸气和碳基有机分子；更极端的猜想里，厚厚的氢大气下甚至可能压着一整片全球性的液态水海洋——这些都只是“可能”。
詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）正忙着探测好几颗亚海王星的大气，想通过大气反推行星的整体成分。思路很直接：大气是行星构成的外溢信号，读懂了大气，就能推知更深处的构造。可是到目前为止，得到的结果都不算明确。
原因在于，这些行星的大气太深、太厚。光是靠近“地面”附近那一段，压力就大到可以把矿物质活生生压成蒸汽，而这些矿物质蒸汽又会凝结成云——成分不是水滴或冰晶，而是氧化铝、铁、硅酸镁、硫化锰、氯化钾、硫化钠和硫化锌。这一串矿物名念出来，像在读一张地质学菜单，而不是天气报告。
那么，如果这些矿物云并不只是漂浮在大气高层的点缀，而是沉沉地聚在靠近固体表面的底层大气里，会发生什么？这正是亚利桑那州立大学的 Sagnick Mukherjee 带领的团队通过详细计算机模拟想搞清楚的事情。他们用模型计算矿物云在行星内部会带来什么热量效应，得到的结果让人惊讶：当矿物云在深层形成时，它们会像一床高效保暖毯一样，把从行星内核泄漏出来的热量大量兜住，不让它散逸出去。
这床“岩石云保温被”的威力有多大？Mukherjee 给出了一个温度区间：“在当前正由 JWST 研究的亚海王星中，由云驱动的加热可以让大气与内部交界面处的温度上升大约 1400 到 2600 摄氏度（约合 2550 到 4712 华氏度）。”请注意，这不是行星表面的气温，而是大气底部与固体层交界处的温度。在这种量级的加热下，事件的走向就变了：上层大气反而会明显变冷，而紧贴着“地面”的那一层岩石开始熔化。
“对于我们所模拟的某些行星来说，这些额外的热量足以熔化行星表面，形成岩浆海洋。”团队成员 Matthew Nixon 这样描述。这意味着，行星的地面不再是干燥坚硬的岩石，而是一片发着暗红色光、缓缓翻涌的熔岩澡堂。向上看，还能看到上方弥漫着刚刚从这片熔岩里蒸发出来的岩石蒸汽云——也就是那床“保温被”本尊。一端是数千摄氏度的高温把矿物烤成气态，另一端这些气态物质汇聚成云后又把热量堵回地面，恶性循环般熔化更多岩石。整个过程极度炽烈，也极度自洽。
这些潜在的岩浆行星中，包括了距离我们 48 光年、绕着一颗红矮星运转的亚海王星 GJ 1214b。它曾一度被认为可能是某种完全不同类型的行星……
不过，研究还没走到下大结论那一步。Welbanks 所说的“更进一步”是非常谨慎的。这次模拟首次清晰地把矿物云的热效应推到了台前，但它仍然依赖大量假设：行星内部的具体热流强度、矿物云分布范围、云粒子大小和沉降速率，这些参数在模拟中可调，而我们目前并没有从真实观测中得到足够的约束。因此，Mukherjee 团队展现的是一个物理上可能发生的场景，而不是已经观测到的事实。
未来，如果 JWST 或更下一代望远镜在这些亚海王星的大气光谱里，真的找到了某些特定矿物存在的特征，同时又在红外波段看到底部大气超乎预期的高温，我们就能更笃定地说：那些云确实是岩石做的，而且它们正在把脚下的世界烤成液态。
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