科學家使用特殊方法首次探測“超級地球”表面，結果很離譜

科學家首次對系外行星的表面進行直接分析。

科學家稱，韋布太空望遠鏡的觀測結果顯示，一顆所謂的“超級地球”其表面看起來實際上可能與水星更為相似。NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington

LHS 3844 b是一顆比地球大30%的系外行星，也是一顆所謂的“超級地球”。近日天文學家動用韋布望遠鏡，對這個距離我們約50光年的行星進行了首次表面熱特征分析。與以往進行的大氣研究不同，這是人類首次對系外行星的表面進行直接分析。

分析結果出人意料，這個“超級地球”幾乎毫無地球特色。LHS 3844 b是一個擁有深色表面的荒蕪世界，沒有大氣。在某種程度上和太陽系的水星倒有些相似。

發現于2019年的LHS 3844 b環繞一顆低溫紅矮星運行，其一年只相當于11個地球日，且已被潮汐鎖定——它的一個半球將永遠朝向它的恒星，就像月球永遠只用它的一個半球朝向地球一樣。因此，它的永晝面溫度理論上可達725℃。

來自馬克斯?普朗克研究所的Laura Kreidberg等科學家2023年和2024年在LHS 3844 b運行到恒星后方時對其進行了3次觀測，他們使用韋布望遠鏡的中紅外探測儀，對恒星熾熱晝面產生的紅外線進行了測量，并據此對它的表面特征進行了分析。相關論文發表在今年5月4日的《自然：天文學》上。

通過與地球、月球和火星的已知礦物進行光譜比對，研究人員發現這顆行星的表面與富含硅和花崗巖的地球不同。在地球上，地殼的形成通常與水推動的地質進程和板塊運動有關，這會導致巖石發生循環，并使淺色的礦物上升到地表；而LHS 3844 b的表面主要由玄武巖構成——玄武巖是一種深色火山巖，富含鐵和鎂，在月球和水星表面十分常見。

研究人員表示，在這顆行星表面，水十分稀少。

導致這一結果的原因尚不可知。一種可能的情形是，LHS 3844 b的表面相對年輕，它可能被新近的火山活動重塑過，且還未被微隕石的撞擊破壞。但是此類過程會釋放出二氧化碳或二氧化硫，而韋布并未探測到這些氣體。

另一種可能是，這顆行星表面覆蓋著一層厚厚的深色顆粒物。這些顆粒物是在輻射和隕石撞擊下，并且經歷了漫長的歲月之后形成的——與月球或水星表面的情況相似。如果沒有大氣層保護，行星表面會特別容易受到這種影響。這一過程被稱為“空間風化（space weathering）”，它會導致巖石分解，并使其顏色變得越來越深。而這種情形需要行星表面在較長時間內保持地質穩定。

研究人員計劃未來使用韋布進一步判斷LHS 3844 b的表面特性，比如其表面巖石的狀態是否相對完整，還是已經松散和風化。

參考

Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth

https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth

The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

https://www.nature.com/articles/s41550-026-02860-3