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据路透社报道，詹姆斯·韦伯太空望远镜在距离地球154光年的岩石质超级地球HD 3167 b上发现了大气层存在的有力证据，尽管这颗行星每24小时就绕其恒星一周，表面温度极高。这一发现于2026年10月7日发表在《天体物理学杂志通讯》上，由芝加哥大学科学家布兰登·帕克·科伊领导的团队完成，为理解岩石行星如何保有大气层，以及早期地球可能呈现的熔融状态提供了全新视角。
明星减肥熔岩世界的大气层悖论：越近反而越可能存在
HD 3167 b被归类为"熔岩世界"，其朝向恒星的一面温度足以熔化岩石。传统理论认为，行星越靠近恒星，受到恒星风和高能光子轰击越强烈，大气层越难以维持。然而，芝加哥大学地球物理科学副教授、研究合著者埃德温·凯特表示，越来越多的证据显示这些炽热世界反而可能拥有大气层。凯特说："令人惊讶的是，行星越靠近恒星，理论上越难拥有大气层，因为它受到恒星风和更多高能光子的轰击。但似乎许多熔岩世界确实拥有大气层。"这一发现挑战了现有的行星形成理论，为研究极端条件下的行星演化提供了新的方向。
明星饮食韦伯望远镜如何捕捉到大气的踪迹
研究团队采用了"次食法"技术，即当行星从恒星后方经过时，测量光线损失的微弱变化。通过这种方式，他们能够分离出行星自身发出的中红外光，据此估算其表面温度。如果行星没有大气，其朝向恒星的白昼面温度应接近理论最大值；但HD 3167 b的实测温度明显低于这一预期值，为大气层的存在提供了有力佐证。亚利桑那大学天文学家、该研究合作者之一指出，大气层能够将热量从白昼面重新分配到夜晚面，这种效应在金星上尤为明显——金星的白昼与夜晚表面温度几乎没有差异。
明星养生| 行星名称 | 距地距离(光年) | 公转周期 | 发现大气时间 | 温度特征 |
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| HD 3167 b | 154 | 24小时 | 2026年10月 | 最低温熔岩世界 |
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| 55 Cancri e | 41 | 18小时 | 2026年7月 | 极高温度 |
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| TOI-561 b | 280 | 10.5小时 | 2026年3月 | 厚重大气层 |
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| Trappist-1 b | 40 | 36小时 | 2024年12月 | 尚存争议 |
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| 5颗其他熔岩世界 | 不等 | 不等 | 此前发现 | 超高温状态 |
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大气成分之谜：气化岩石还是厚重气体
研究人员原本预期，这类超高温行星的大气层应主要由气化岩石构成，但初步证据表明HD 3167 b可能拥有更重的气体，如二氧化碳、一氧化碳或水蒸气。科伊解释道："这些熔岩世界之所以得名，是因为面向恒星的地表很可能是熔化的岩石。我们认为HD 3167 b可能富含硅酸盐，类似构成地幔的矿物混合物。"然而，该行星大气层的具体成分仍悬而未决，这也正是研究人员迫切希望获得新观测数据的原因。据法新社报道，这一发现可能帮助科学家确定是否存在一个关键转变温度，使得硅酸盐大气变得极其厚重，并形成能反射恒星的硅酸盐云层。
明星整容早期地球的镜像：研究熔岩世界的深层意义
尽管HD 3167 b对生命绝无可能适宜，但其研究价值远超行星本身。科学家认为，早期地球可能就是一个巨大的熔岩世界。在太阳系形成初期，大量星子碰撞释放的巨量能量使地表完全熔化，形成所谓的"岩浆海洋"阶段。科伊说："我们对研究这类行星很感兴趣，因为我们认为早期地球可能看起来很像熔岩世界。"他补充道："这一结果为我们研究地球最初几百万年的环境条件打开了一扇窗口。"通过研究现代熔岩世界的大气层留存机制，科学家能够反向推测地球早期大气层的演化路径。
突破性调查计划：寻找关键转变温度
这项研究是马里兰大学科学家梅根·韦纳·曼斯菲尔德领导的观测计划的首个成果，该计划旨在系统性地观测10颗超高温熔岩世界。目前已发现拥有大气的5颗岩石行星均处于超高温状态，而HD 3167 b是其中温度最低的样本。研究的核心问题在于：是否存在一个临界温度，当行星温度超过该值时，就会开始出现大气层？科伊表示："这颗相对较冷的行星帮助我们更好地描述并确定这一转变。"这一温度阈值的确立对于筛选有潜力拥有大气层的系外行星至关重要。
数千颗系外行星中的少数派
迄今为止，天文学家已确认超过6,300颗系外行星，但其中大多数并非岩石行星，而已知的岩石行星中仅有极少数拥有大气层。韦伯望远镜的观测目标之一是判断围绕比太阳小得多的恒星运行的行星是否拥有大气层，目前数据显示这些行星大多只是裸露的岩石。然而，熔岩世界的发现却呈现了截然不同的图景——这些成分类似地球和金星的超高温行星，大多数可能拥有大气层。这一反差表明，行星大气的留存机制远比预想复杂，与行星温度、恒星类型、轨道距离等多种因素密切相关。
Q1: 韦伯望远镜发现HD 3167 b拥有大气层意味着什么？
A1: 这一发现表明，即使是极端靠近恒星的岩石行星也可能保留大气层，挑战了传统行星大气理论。它为确定"关键转变温度"提供了重要数据点，帮助科学家理解岩石行星大气层的形成与留存机制，并为研究早期地球的演化提供参考。
Q2: 研究人员如何确定这颗行星存在大气层？
A2: 团队使用韦伯望远镜的中红外波段的"次食法"技术，测量行星经过恒星后方时的光变曲线。通过对比行星白昼面的实测温度与无大气条件下的理论最高温度，发现实测温度明显较低，说明大气层有效重新分配了热量，从而推断大气层的存在。
这一突破性发现将韦伯望远镜的观测能力推向新的高度。随着观测计划的持续推进，科学家有望绘制出熔岩世界大气层的温度边界图谱，为寻找真正宜居的系外行星提供更精准的筛选标准，也为理解地球自身的演化历程揭开新的篇章。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜在距离地球154光年的熔岩世界HD 3167 b上发现大气层存在的有力证据。这一突破性发现为研究岩石行星大气留存机制及早期地球演化提供新视角。
