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原作：Chelsea Gohd
翻译：李远哲
校译：牧夫天文校对组
编排：邓宇
后台：李子琦
原文链接：https://www.space.com/astronomy/exoplanets/astronomers-discover-a-cold-lava-planet-that-may-resemble-early-earth
“我们认为早期地球可能看起来很像一个熔岩世界。”
科学家发现了一颗颠覆人们认知的全新行星。这是一个熔岩世界，但它同时也是寒冷的。事实上，这是我们所见过的有大气层的最寒冷的熔岩世界（也就是说很像地球初期）。
研究人员观测到了HD3167b，这是一颗被熔岩覆盖的岩石质超级地球，围绕着一颗距离地球154光年的恒星运行。这颗行星与其恒星的距离极近，以至于在这个世界上一个“年”仅相当于地球上的一天。但它不仅仅是一块被熔岩覆盖的岩石——它还是研究人员迄今发现的最小熔岩世界。然而，它却成功保留住了自己的大气层。
“令人惊讶的是，岩石行星距离其恒星越近，拥有大气层的难度就应该越大，因为它会受到恒星风的轰击，并从恒星获得更多高能光子。但似乎许多这样的熔岩世界确实拥有大气层，”合著者、芝加哥大学地球物理科学副教授埃德温·凯特在一份报告中表示。
岩浆行星的想象图
图源：NASA
自从30多年前首次确认系外行星（即太阳系外的行星）以来，科学家迄今已发现了超过6300颗不同的系外行星。从热木星般的气态巨行星到小型海王星般的天体，人们发现了种类繁多的行星。其中就包括少数“熔岩世界”，即表面热到熔化成炽热熔岩的岩石世界。
各种各样的系外行星艺术想象图
图源：NASA
在这项新研究中，团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜的中红外仪器（MIRI）进行观测。该仪器能在中红外波段看到这颗行星，使研究人员得以估算行星温度并查看是否有大气层的迹象。借助这一仪器，他们在所谓的“次食”期间观测了这颗行星，即寻找行星运行到其恒星背后时中红外光出现的差异。
这颗行星处于潮汐锁定状态，这在熔岩世界中很常见。这意味着它有一面始终朝向其恒星，另一面则永远笼罩在黑暗之中。但这颗新发现的世界与其他熔岩世界略有不同。共同作者、凯特研究组的研究生布兰登·帕克·科伊在同一份声明中表示，如果这颗行星没有大气层，由于其距离恒星如此之近，其昼面将会“热到理论上的极限”。但他们发现的情况并非如此。科伊补充说，团队发现了一颗异常凉爽、拥有大气层的行星，一颗“明显比其预期最高温度更凉爽”的行星。
研究人员得出结论，这颗行星似乎拥有一个大气层，它通过反射来自恒星的光线来冷却其昼面，并基本上将那些热量重新导向行星的夜面。因此，虽然它热到足以成为熔岩世界，但它是迄今观测到的拥有大气层的最凉爽的熔岩世界。
奇怪的是，虽然科学家得出结论认为它很可能拥有大气层，考虑到科学家此前曾在超热熔岩世界上发现过大气层，他们不禁好奇关于这些行星如何形成大气层以及在何种温度下形成大气层等诸多问题。
这一发现是一个更大研究计划的一部分。该计划旨在回答这个问题并由马里兰大学天文学家梅根·韦纳·曼斯菲尔德领导。他们正在研究10个不同的熔岩世界，以查明这些行星在哪些温度下倾向于形成大气层。
凭借这一发现，科学家推测出这样一个结论：大多数熔岩世界很可能都拥有大气层。科学家正在通过探索奇异而遥远的世界，拓展系外行星科学领域的可能性边界，这些世界能帮助我们更好地理解我们自己的行星，以及生命在宇宙中可能如何形成和存活。
远古地球想象图
图源：Getty Images
“这些行星对生命而言太热了，但通过研究它们，我们可以对与其他岩石世界相关的过程有所了解，”凯特说。
“尽管它们对生命如此不宜居，我们也有兴趣研究这类行星，因为我们认为早期地球可能看起来很像一个熔岩世界，”科伊补充说。“我们认为，在太阳系历史的极早期，当类地行星形成时，由于所有星子碰撞产生的能量，它们极其炽热。地球曾经历过所谓的岩浆海洋阶段，表面完全是液态的。这一结果为我们打开了一扇窗口，去研究地球最初几百万年的条件可能是怎样的。”
这项工作发表在《天体物理学杂志快报》上的一篇新研究论文中。
责任编辑：张雨荷
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
深层大气金星稀有气体化学与成像调查探测器的工程开发单元
图源：NASA
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