现在，研究人员又在这一简短名单中增加了另一个世界。在发表于《天体物理学杂志通讯》（The Astrophysical Journal Letters）的一项研究中，由芝加哥大学科学家布兰登·帕克·科伊（Brandon Park Coy）领导的团队报告了围绕HD 3167 b存在大气层的证据。HD 3167 b是一颗岩石质超级地球，距离地球154光年，位于双鱼座。这颗极热的行星被归类为“熔岩世界”，仅需一个地球日即可绕其恒星公转一周。
“令人惊讶的是，岩石行星离其恒星越近，拥有大气层就应该越困难，因为它会受到恒星风的轰击，并从恒星那里接收更多的高能光子。但似乎许多这样的熔岩世界确实拥有大气层，”芝加哥大学地球物理科学副教授、该研究的合著者埃德温·凯特（Edwin Kite）解释道。“这些行星对于生命来说太热了，但通过研究它们，我们可以了解对其他岩石世界至关重要的过程。”
在下面的问答中，凯特小组的研究生、该研究的第一作者科伊解释了为什么熔岩世界的大气层具有科学价值，研究人员是如何探测到这颗行星的大气层证据的，以及他们接下来希望了解什么。
发现这颗带有大气层的系外行星的调查目标是什么？
詹姆斯·韦伯空间望远镜被用来回答的核心问题之一是，围绕比太阳小得多的恒星运行的行星是否有大气层。似乎这些类地行星中的大多数都没有——它们只是裸露的岩石。
但令人惊讶的是，我们发现了证据表明，大多数熔岩世界——成分与地球和金星相似，但温度要高得多——可能拥有大气层。已发现拥有大气层的五颗类地行星，包括本研究中描述的这一颗，都是极热的。
然而，这颗行星是迄今为止发现有大气层证据的最冷的熔岩世界。这很有趣，因为我们正试图了解有大气层和无大气层行星之间的温度过渡。
该结果是梅根·韦纳·曼斯菲尔德（Megan Weiner Mansfield，21届博士）领导的项目的首个成果，她现在在马里兰大学。该项目旨在观测10个极热的熔岩世界，目标是确定是否存在一个临界温度，超过该温度就会开始看到拥有大气层的行星。
“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一个熔岩世界。”——研究作者布兰登·帕克·科伊
如何判断系外行星是否有大气层？
目前，直接观察类地行星以寻找生命迹象还无法实现。相反，我们可以使用韦伯望远镜探测中红外波长范围的光，以估算系外行星的温度，这可以告诉我们它们是否可能拥有大气层。
我们研究系外行星主要有两种方法。一种叫做凌星法，即行星从宿主恒星前方经过时。另一种叫做次食法，也就是我们在本研究中使用的方法，即当行星从其恒星后方经过时，我们可以测量损失了多少光。这个差值告诉我们有多少中红外光来自行星本身，这基本上告诉我们该行星有多热。
如果一颗行星没有大气层，根据其表面的反射率和距恒星的距离，其朝向恒星的昼面应该达到理论上可能的最高温度。但大气层将有助于将热量从昼面重新分配到夜面。我们在金星上看到了这种情况——昼面和夜面之间，或者两极和赤道之间的表面温度几乎没有差异。如果一颗行星有大气层，它可能也有云层反射入射的星光，从而冷却昼面。因此，如果一颗行星的昼面比可能的最大温度更冷，它很可能有大气层。
本研究的对象HD 3167 b明显比其预期的最高温度更冷，这为它拥有大气层提供了强有力的证据。
你认为HD 3167 b的大气层是由什么组成的？
这些熔岩世界之所以如此命名，是因为朝向其恒星的表面很可能是熔化的岩石。我们认为HD 3167 b可能具有富含硅酸盐的成分，其矿物混合物与构成地球地幔的矿物相似。在这项研究之前，我们预计这些极热行星上的任何大气层都由气化的岩石组成，但我们开始看到证据表明，有些行星的大气层中可能含有二氧化碳、一氧化碳或水等较重的气体。
HD 3167 b大气层的构成仍悬而未决。这是我们如此渴望获得新观测结果的原因之一。
为什么这个结果很重要？
因为发现拥有大气层的其他四颗熔岩世界都处于极热状态，这就提出了一个问题：是否存在一个临界过渡温度，使得硅酸盐大气层开始变得非常厚。是否存在一个温度点，在这些温度下这些行星会形成硅酸盐云层，从而可能将入射辐射反射回太空并冷却其昼面？这颗相对较冷的行星帮助我们更好地表征和确定这一过渡。
尽管它们对生命极不友好，但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。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。地球经历了所谓的“岩浆洋阶段”，其表面完全为液态。这一结果为我们提供了一个窗口，以研究地球最初几百万年的条件可能是什么样子。