NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了炽热熔岩行星 55 Cancri e 的新细节，该行星上的温度极高，足以熔化岩石。数据表明，该行星很可能拥有一个由其熔融内部逸出气体所塑造的富氢大气层，且有迹象显示，火山排气作用甚至可能形成了暂时的云层。
虽然那个场景是虚构的，但如今的天文学家已经在研究一个引人注目的候选者。
利用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），研究人员对超级地球55 Cancri e（55 Cnc e）进行了探测，这是一颗距离地球约41光年的极端岩石行星。该行星半径约为地球的1.88倍，质量约为地球的8倍，仅需约0.7天便能绕一颗类太阳恒星运行一圈。相比之下，水星绕太阳公转则需要88天。
由于55 Cancri e的轨道距离其恒星非常近，科学家认为其表面温度极高，足以保持熔融状态。他们的研究结果已提交至《自然·天文学》发表，可能为熔岩系外行星的形成与演化提供宝贵见解。
詹姆斯·韦伯望远镜探测到富含氢的大气层
研究团队利用JWST观测了55 Cancri e的五次掩星，并将结果与现有的岩石系外行星演化模型进行了比较。这些模型通常预测大气中富含一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）。
然而，新的观测结果表明，其大气层含有丰富的一氧化碳、相对少量的二氧化碳（CO2），以及惊人含量的氢。
研究人员还发现这五次掩星观测之间存在差异。他们认为，这些变化可能是由火山排气作用，或由行星内部释放的物质形成的云层引起的。据研究人员推测，这些云层可能会暂时冷却行星表面，随后持续的排气作用会将它们驱散。
研究指出：“由于岩石行星的次生大气取决于其内部成分及随后的排气作用，因此其大气成分与内部氧化还原状态直接相关。对富氢模型的偏好，连同其产生的陡峭逆温现象，因此表明该行星内部具有相对较低的氧逸度，这与还原性岩浆洋的排气情况相一致。”
行星化学成分揭示的信息
行星的氧化还原状态描述了其内部氧与氢/铁之间的化学平衡。对于55 Cancri e，结果表明氢比氧更占优势，这有助于解释为何该行星似乎拥有富含氢的大气层。
由于大气层可以反映行星深处发生的情况，这些观测可能为了解外星世界内部的化学性质提供了一个罕见的窗口。
熔岩系外行星正变得日益普遍
随着越来越多的极端世界被发现，过去十年间人们对熔岩系外行星的兴趣迅速增长，尽管55 Cancri e本身早在2004年就被确认了。
其他已知的熔岩系外行星包括K2-141 b、L 98-59 d、TOI-561 b、HD 63433 d和CoRoT-7 b。它们的轨道周期分别约为6.7小时、7.5天、10.5小时、4.2天和20.4小时。
像55 Cancri e一样，这些行星都被潮汐锁定在宿主恒星上，并承受着极端的温度。在55 Cancri e上，熔岩被认为集中在永久向阳的一侧。而其他星球，如L 98-59 d，可能被全球性的岩浆洋覆盖，类似于木星卫星木卫一的火山地貌。
木卫一与熔岩系外行星的对比
虽然木卫一和熔岩系外行星都可能具有广泛的火山活动，但驱动这种活动的力量却截然不同。
木卫一的火山由潮汐加热驱动。木星的巨大引力不断拉伸和挤压这颗小卫星，产生足够的内部热量来引发广泛的火山喷发。
相比之下，像55 Cancri e这样的熔岩系外行星之所以受热，主要是因为它们的运行轨道距离宿主恒星极近。强烈的恒星加热融化了表面的岩石，而且由于许多此类世界处于潮汐锁定状态，熔融区域可能一直集中在永久白昼的一侧。
随着天文学家继续使用JWST等强大的天文台，55 Cancri e和其他熔岩世界可能会揭示更多关于迄今为止发现的一些最极端岩石行星的形成、演化及其隐秘内部的信息。