L 98-59 的艺术家印象图. 图片来源：Mark A. Garlick

牛津大学团队揭示一类拥有熔岩海洋与硫化物的全新系外行星

2026年3月牛津大学领导的国际研究团队近日在《Nature Astronomy》上公布了一项突破性研究，首次确认了一种全新的系外行星类型——L 98‑59 d 这颗行星在其永久熔岩海洋深处储存着大量硫元素。

L 98‑59 d 是一颗围绕距离地球约35光年的小型红矮星轨道运行的系外行星。它的体积约为地球的1.6倍，但密度异常低，且大气中富含硫化氢（H₂S）等硫化物。此前，天文学家将此类行星归入“岩石类气体矮星”或“深海冰层行星”两大类别之一。然而，新研究表明，L 98‑59 d 与这两种传统类型截然不同，属于一种以重硫分子为主的新型行星。

跨学科团队：研究团队成员来自牛津大学、格罗宁根大学、利兹大学和苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich），利用先进的计算机模拟重建了该行星从诞生后不久到现今近50亿年的演化历程。

内部与大气联动：通过将望远镜观测直接与行星内部与大气的物理模型相连，研究者得以推断行星深层结构。结果显示，L 98‑59 d 的岩石层几乎完全为熔融硅酸盐，覆盖着数千公里深的全球熔岩海洋。

硫元素的储存与释放：熔岩海洋为硫化物提供了巨大的深层储层，使行星能够在地质时间尺度内容纳大量硫。与此同时，熔岩海洋还帮助行星保留了一层厚厚的富含氢的气氛，其中含有硫化气体如硫化氢。通常，这些气体会因恒星发出的X射线辐射逐渐流失，但熔岩海洋的缓冲作用使其得以长期保留。

化学交换与行星表征：数十亿年的内部与大气之间的化学交换塑造了今天我们通过望远镜所观测到的特征。团队认为，L 98‑59 d 可能是更广泛气体富硫行星群体的首个已知成员，这些行星同样拥有长期存在的熔岩海洋。

2024年JWST观测揭示，L 98‑59 d 的高层大气中存在大量二氧化硫以及其他硫化气体。这些气体可能在主星（红矮星L 98‑59）的紫外线辐射作用下产生化学反应。与此同时，下方的熔岩海洋作为一个巨大的储存库，能够在行星形成后的数十亿年中储存并释放这些挥发性气体，从而解释了行星的独特特征。

模拟显示，L 98‑59 d 在形成时可能携带了大量挥发物质，曾经呈现出更大、更接近海王星的外观。随着时间推移，行星冷却并失去部分大气，最终演变为如今的状态。熔岩海洋是所有岩石行星（包括地球和火星）的普遍初始状态，对理解地球和火星的原始历史具有重要启示。

“这项发现表明，天文学家目前用于描述小行星的类别可能过于简化。” —— Harrison Nicholls博士（牛津大学物理系，论文第一作者）

“令人兴奋的是，我们可以利用计算模型揭示一个我们永远无法亲自探访的行星的隐藏内部。” —— Raymond Pierrehumbert教授（牛津大学物理系，论文共同作者）

“我们的模型模拟了多种行星过程，使我们能够倒推这个不寻常岩石系外行星的演化历程。硫化氢气体——臭如腐蛋的气体——似乎在其中扮演了核心角色。但正如以往一样，仍需要更多观测来深化对该行星及类似行星的理解。” —— Richard Chatterjee博士（利兹大学/牛津大学）

JWST 正在持续提供大量新数据，未来还将由 Ariel 与 PLATO 任务补充。研究团队计划将其模拟与机器学习方法应用于这些新测量，绘制更为全面的系外行星多样性图谱，并与其早期历史相连接。通过此类研究，科学家将进一步理解行星形成与演化机制，从而评估哪些行星可能具备可居住条件（或不具备）。

勇编撰自论文"Volatile-rich evolution of molten super-Earth L 98-59 d".Nature Astronomy.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。