熔岩行星竟會「防曬」？(圖)

與地球截然不同的行星。
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熾熱世界反射75％星光

一顆表面被熔岩覆蓋、長年承受恆星強烈輻射的行星，竟然可能擁有一層如同巨型防曬霜的雲層，將大部分星光反射回太空？更令人意外的是，這顆行星的大氣層原本被認為早在數十億年前就應該消失，如今卻出現了仍然濃厚的跡象。距離地球280光年的系外行星TOI-561 b，究竟靠著什麼維持這個熾熱世界的神秘面貌？

據《科學日報》報導，天文學家利用詹姆斯・韋伯太空望遠鏡（JWST）觀測TOI-561 b，發現它的反射能力遠超預期。研究團隊推測，這顆行星的向陽面上空，可能形成了含有矽酸鹽礦物的明亮雲層，彷彿替整顆行星撐起一把巨大的防曬傘。另一個可能的關鍵藏在行星表面廣闊的熔岩海洋中，從熔融內部不斷釋出的氣體，或許正為這個原本應難以留住大氣層的世界持續補充物質。

這項由伯明罕大學天體物理學家安賈莉・皮埃特博士等人參與的國際研究，刊登於《天文學雜誌》。研究結果不僅為TOI-561 b的異常亮度提供了可能解釋，也讓科學家重新思考，極端炙熱的岩質行星究竟能否長期保有大氣層。

熔岩行星亮度藏著線索

TOI-561 b是一顆岩質系外行星，距離地球大約280光年，它所處的環境極為嚴酷，不適合我們所知的生命生存。按照先前的理解，像這樣受到強烈恆星輻射的行星，大氣層理應難以長期保存，甚至可能早已在漫長歲月中流失。然而，這顆行星的表現卻與預期不符。

早期觀測發現，TOI-561 b的向陽面溫度，比研究人員預想的還要低。對一顆如此靠近恆星、表面又是暗色岩石的行星而言，這樣的結果令人困惑。若它吸收了大量恆星輻射，表面理應更加炙熱；如今溫度卻沒有高到預期的程度，意味著部分能量可能透過其他方式離開向陽面。一種可能是，熱量被大氣層帶往背陽面，另一種可能是部分星光在抵達行星表面之前就已經被反射回太空。

為了追查原因，研究團隊利用詹姆斯・韋伯太空望遠鏡，在37個小時內持續觀測TOI-561 b，追蹤它繞行母恆星近四圈的軌道。這次觀測讓研究人員得以檢視行星不同軌道位置的亮度與溫度變化，也首次觀測到它的夜側。

由於TOI-561 b總是以同一面朝向母恆星，向陽面長期受到星光照射，背陽面則無法直接接收星光。即使如此，觀測顯示夜側的溫度仍不足以單獨解釋向陽面為何沒有達到預期的高溫。

真正引人注目的發現是這顆行星的反射率。研究結果顯示，TOI-561 b反射了大約75％的入射星光，比例相當驚人，與金星的反射能力相當。這也意味著，抵達行星的能量有很大一部分可能根本沒有被地表吸收。究竟是什麼東西，讓這顆熾熱的熔岩世界如此明亮？

矽酸鹽雲層如同巨型防曬霜

為了尋找答案，研究人員將韋伯望遠鏡取得的觀測數據，與行星氣候的電腦模型進行比較。模擬結果指出，TOI-561 b的向陽面上空可能形成一層具有高度反射能力的礦物雲。這些雲層可能含有二氧化矽（SiO₂）與矽酸鎂（MgSiO₃）等矽酸鹽礦物。假如模型所描繪的雲層確實存在，它們可能在星光抵達地表之前，先將大量輻射反射出去，降低行星表面吸收的能量。

換句話說，這層雲並不是地球上常見的水滴雲，而可能是由高溫環境中的礦物物質形成。它的作用就像一層天然防曬屏障，讓這顆原本應該更加炙熱的行星，呈現出與預期不同的溫度和亮度。

帶領這項研究計畫的加拿大滑鐵盧大學教授麗莎・鄧表示，研究團隊透過測量TOI-561 b在軌道運行期間的亮度與溫度變化，繪製出所謂的「相位曲線」。這種觀測方式顯示，行星不僅反射了大量星光，熱量也並非完全集中在向陽面，而是可能在行星周圍重新分布。

這些線索共同指向一個重要可能：TOI-561 b或許並不是一顆單純裸露在星光下的熔岩行星，而是擁有能夠反射輻射、傳遞熱量的濃厚大氣層。

本應早已消失的大氣層 為何還能維持數十億年？

TOI-561 b最令人費解的地方，並不只有反射率高得驚人，更在於它可能仍保有大氣層。安賈莉・皮埃特博士指出，研究團隊原先預期，像TOI-561 b這樣受到強烈輻射的岩質行星，其大氣層應該早在數十億年前已消失。但目前的證據卻顯示，它可能仍然被厚厚的大氣層包圍。

這使科學家面臨另一個問題，這顆行星究竟是從形成之初，就擁有異常豐富的氣體，還是有某種機制不斷替它補充流失的物質？目前TOI-561 b的大氣層具體由哪些氣體構成，仍然沒有定論。研究人員提出的可能性之一，是它擁有以二氧化碳為主的大氣層，類似金星的環境，但溫度更高。另一種可能則是大氣層主要由二氧化硫構成，這種氣體也存在於木星的衛星木衛一（Io）的火山活動環境中。

兩種情境指向截然不同的行星面貌。一種可能讓TOI-561 b呈現出極端高溫的金星式世界，另一種則可能使它更接近火山活動劇烈的木衛一。