天文学家发现了一颗超恶心的系外行星，地球曾经也可能是这样
环球科学约 5 分钟系外行星L 98-59 d似乎不属于任何已知的系外行星类型。制图：马克·加利克（Mark Garlick）
撰文｜K.R.卡拉韦（K. R. Callaway）
在距离地球数万亿千米的地方，一群行星围绕着自己的恒星旋转，其中有一颗被硫包裹的奇特天体。研究显示，这颗名为L 98-59 d的行星闻起来可能像臭鸡蛋，表面覆盖着黏稠的岩浆海。它不仅在所处的行星系统中属于异类，也是到目前为止，第一颗符合这类特殊描述的系外行星。而且它似乎正在开创一个独属于自己的类别。
科学家最早在2019年观测到了这颗行星。当时，凌星系外行星巡天卫星（TESS）捕捉到L 98-59 d从所在系统中心的红矮星前方经过。随后，哈勃空间望远镜（HST）和韦布空间望远镜（JWST）的观测为这颗行星的成分提供了线索。但科学家了解得越多，这颗新天体就越难和任何已知同尺寸行星归为一类。根据一项发表于《自然·天文学》（Nature Astronomy）的研究，L 98-59 d既不是带有厚重氢大气的岩质行星，也不是海洋行星，它可能属于一类熔融且富含硫的新型系外行星。
“它的环境相当恶劣，也相当陌生，”英国剑桥大学博士后研究员哈里森·尼科尔斯（Harrison Nicholls，这项研究的第一作者）说，“如果数据充分，我们也许还会发现更多类似的行星。”
尽管科学界早就预判存在系外行星，但首次确认发现系外行星还只是34年前的事。此后，随着望远镜越来越强大，这个领域也在快速发展，如今已发现了6000多颗系外行星。但发现系外行星是一回事，理解它的表面环境又是另一回事。
行星从母星前方经过时星光会变暗，行星公转还会导致恒星摆动，天文学家可以据此估算行星的大小和质量。他们还会测量穿过行星大气的光，研究行星的组成。随后，理论学者再通过整合行星特征和形成过程的模型，让这些形态各异的世界变得具体可感。“就算数据完美，数字本身也说明不了什么，”尼科尔斯说，“对于L 98-59 d，我们能确定的东西仍然有点受限。”
科学家知道，这颗行星的历史大约有50亿年，炽热的表面温度超过1500摄氏度。它的大小约为地球的1.6倍，但密度异常低。不过，数据中最奇怪的特征是它的大气富含硫。许多年轻行星，包括早期地球，都曾因为剧烈的火山活动经历过一个短暂的“臭鸡蛋阶段”。但那时产生的硫化氢和二氧化硫，通常不会维持50亿年。
研究人员利用计算机模型，往回推演L 98-59 d的历史，试图弄清它可能的形成过程。他们发现，如果恒星周围的物质盘含有足够多的挥发性成分，就可能形成从表面到核心都保持粘稠熔融状态的行星，而且这样的行星或许很常见。
“一般来说，一开始的科学解释都非常简单，随着时间推移，这些解释会越来越复杂，因为我们需要解释更广泛的现象，或者更精细的测量结果，”美国加州理工学院的行星科学家希瑟·克努森（Heather Knutson，并未参与这项研究）表示，“这是一个很好的例子。”
由于系外行星还是一个很新的研究领域，现有分类还不足以充分描述这些天体的多样性。美国麻省理工学院的行星科学家朱利安·德维特（Julien de Wit，并未参与这项研究）表示，L 98-59 d正推动我们“跳出既有分类框架”，不再只把行星分进海洋行星、岩质行星等离散类型，而是建立一种连续的分类体系。这或许能帮助我们理解各种世界的演化过程。
美国威斯康星大学麦迪逊分校的天文学家托马斯·贝蒂（Thomas Beatty，并未参与这项研究）也表示赞同：“对观测者来说，真正理想的分类体系，不只是描述宇宙，而是能告诉你关于宇宙的新东西。”
贝蒂表示，也许这类分类体系中最好的例子是赫罗图（Hertzsprung-Russell diagram）。一个多世纪前，这张恒星散点图揭示了恒星演化过程，并开启了恒星物理学领域。这项工作的起点是观测一颗颗恒星并分类，而今天，科学家终于有了足够先进的技术来分类系外行星。有些研究者希望，系外行星分类体系也能以类似方式帮助解决行星演化中的未知问题，例如这一过程在不同类型行星之间有何差异。
研究 L 98-59 d的奇异世界，或许有助于厘清这类行星如何演化，但科学家仍在努力理解这颗具体的行星。从目前收集到的数据来看，熔融的岩浆世界最符合观测结果。不过，科学家还在继续观测这颗系外行星，排除各种不确定性，例如它的大气中到底有多少硫。这些信息可以帮助我们更准确地理解L 98-59 d表面究竟是什么样子。
研究人员认为，再经过一两年的观测，我们对这颗行星的认识会更加清晰。到那时，L 98-59 d也许已不再是这个新类别的唯一成员。“这个领域发展得非常快，我们也正在认识到，自己不知道的东西还有很多，”尼科尔斯说，“我确实认为，我们有充分理由相信，硫世界很可能会成为一类相当重要的行星。”
文章来自《环球科学》2026年6月刊“前沿栏目”
本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载，请在“环球科学”后台回复“转载”，还可通过公众号菜单、发送邮件到[email protected]与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。
-电商广告-
《环球科学》2026年5月新刊销售中
戳图片或阅读原文
立即购买
戳图片立即订阅