这个焦黑的外星世界仅用11小时就完成了整整一年的行程
这张高分辨率的水星照片很可能与岩石系外行星LHS 3844 b相似。JWST的观测结果显示，这是一颗无空气的岩石行星，表面呈深色、玄武岩状，可能因辐照和陨石撞击而风化。图片来源：NASA/约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所（裁剪）https://science.nasa.gov/photojournal/mercury-globe-0n-180e/
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻（穆罕默德·图欣）：使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的天文学家成功描述了距离48.5光年的岩石“超级地球”LHS 3844 b表面。研究显示，一个黑暗、无空气的世界，没有大气层，表面很可能由类似月球或水星的风化风化层组成。这些发现表明该行星缺乏类地板块构造，为我们提供了一个罕见的视角，展示了围绕遥远红矮星运行的行星地质多样性。
几十年来，系外行星的研究仅限于其周围的气体，导致这些大气层下的实际地面依然是个谜。当一支国际研究团队将詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）指向附近的恒星系统，进行实际上相当于星际地质学时，情况发生了变化。通过捕捉近50光年外一个世界的红外光辉，科学家们剥开了未知的面纱，描绘了一个一年不到半地球日的焦黑荒芜星球景观。
永恒白昼下的焦灼世界
本研究对象LHS 3844 b是一个岩石行星，体积约为地球30%。它属于被称为“超级地球”的一类行星，但与我们家园的相似之处仅限于其密度。这颗行星绕着一颗冷红矮星运行，距离极近，完成一整圈公转仅需11小时。由于它距离宿主仅有三颗恒星直径，因此被潮汐锁定。一边被困在永恒炽热的白天，另一边则停留在永恒的黑夜中。
在这个永久的白昼，气温平均升至1000开尔文，约为1340华氏度。望远镜的中红外仪器（MIRI）数据证实，这颗行星是一块黑暗、炽热且贫瘠的岩石。最重要的是，观测显示LHS 3844 b完全没有大气层。由于没有气体保护层来循环热量或屏蔽表面，这颗行星暴露在恒星辐射的全部威力之下。
通过红外光解码地质
为了了解表面的构成，由塞巴斯蒂安·齐巴和劳拉·克雷德伯格领导的研究团队采用了一种称为光谱学的技术。MIRI仪器将来自该行星的红外光分解为5至12微米的光谱。通过分析这道“彩虹”红外特征，并结合斯皮策太空望远镜的旧数据，团队创建了地壳的化学指纹。
研究人员将这些发现与地球、月球和火星上已知的矿物和岩石库进行了比较。数据自信地排除了像地球上那种富含硅酸盐的地壳。在我们的星球上，富含硅酸盐的矿物如花岗岩是通过复杂的构造过程和水的存在形成的，水作为板块运动的润滑剂。LHS 3844 b上缺乏这些矿物表明类地板块构造在本星球上要么无效，要么根本不存在，可能是由于严重缺水所致。
火山活动与太空风化
地表的暗色外观表明其成分为玄武岩或岩浆岩，富含镁和铁。然而，该岩石的具体状态仍需调查。科学家们提出了两种主要的解释情况来解释这些数据。第一种情景中，地表由相对“新鲜”的坚硬岩石组成。要使岩石保持黑暗且可见，必须经历近期广泛的火山活动，才能不断以新的熔岩流重新浮出行星表面。
第二种，也是目前被倾向的情景，则认为表面更为古老且停滞。在这个版本中，星球被一层风化层覆盖——这是一种由数十亿年太空风化形成的细碎矿物粉末。在无空气的天体上，陨石和高能辐射的持续轰击最终会将坚硬岩石破碎成尘埃。这些工艺还通过在混合物中加入铁和碳，使材料颜色变暗。这使得这颗行星看起来与水星或月球极为相似，并覆盖着一层厚厚的细密深色颗粒。
火山气体的探索
为了确定哪种情景更可能发生，团队寻找了活跃火山活动的化学标志。在地球上，火山释放大量二氧化硫（SO2）。如果LHS 3844 b目前正经历“新鲜岩石”理论所需的广泛火山复现，JWST本应检测到这种气体的痕迹。然而，寻找二氧化硫未获任何结果。
没有火山喷气表明该星球地质上长期处于静寂状态。这种活动的缺失支持了表面可能被严重风化、尘埃覆盖的观点，而非新鲜火山玄武岩。为了证实这一点，研究人员已经在分析新的观测数据，观察表面如何从不同角度反射光线。由于固体板和细粉根据其粗糙度反射辐射的方式不同，这种传统用于研究太阳系小行星的方法，可能成为行星物理状态的最终证据。
为什么这很重要
这项研究代表了我们探索宇宙方式的根本转变。天文学家首次从识别系外行星空气中的内容，转向识别其地面上存在的物质。理解LHS 3844 b的地壳为岩石行星如何在红矮星附近演化提供了关键数据点，红矮星是银河系中最常见的恒星类型。
通过证明我们可以探测到近50光年外世界的地质构成，詹姆斯·韦伯太空望远镜开启了“外地质学”的新纪元。这使得科学家能够将地球独特的构造历史与多样的外星地貌进行比较，最终帮助我们理解为何一些岩石星球依然是荒芜的尘球，而另一些则发展出支持生命所需的复杂地壳。
研究详情
岩石系外行星LHS 3844 b的黑暗且无特征的表面，摘自JWST中红外光谱，《自然天文学》（2026年）。DOI：10.1038/s41550-026-02860-3
