北京
一颗公转一圈只要约10.5小时的岩石行星，按理说早该被恒星辐射剥得干干净净。但詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的新观测显示，TOI-561 b 不仅留着大气，还反射掉了相当一部分星光。这项研究发表在《天文学杂志》（The Astronomical Journal），第一作者是加拿大蒙特利尔大学物理系与系外行星研究研究所的 Samuel Boucher。
先把背景说清楚。开普勒和 TESS 发现过一批"超短周期行星"（USP），它们绕恒星一圈不到24小时。水星绕太阳一圈要88天，古人已经嫌它快得离谱，用罗马神使墨丘利给它命名——可跟 USP 比起来，水星简直算慢动作。速度只是它们的标签之一，更要命的是距离：离恒星太近，等于全天候泡在强辐射里。按现有理论，这类行星的大气应该早就被吹跑了。
TOI-561 b 偏偏是个异类。早先的观测就发现它的昼侧比"裸岩模型"预测的要凉，当时只有两种解释：要么热量被反射回太空，要么被大气带到了夜侧。2025年一项基于有限 JWST 观测的论文曾提示，它可能有一层由水、二氧化碳这类挥发性物质组成的大气。现在，部分同样的研究者用 JWST 做了更细致的复查。
这次观测持续了 37 小时。因为 TOI-561 b 大约 10.5 小时转一圈，37 小时相当于完整盯了三个多轨道，数据比上次完整得多。研究者第一次看到了这颗行星的夜侧。
结果有点出乎意料：夜侧不够暖，接不住"失踪"的那部分热量。约四分之三的热量必须是被反射回太空的。研究团队用大气环流模型（GCM）去比对观测，结论是单靠热量再分配对不上昼侧的辐射通量，也解释不了相位曲线的振幅，需要一个高反照率来源（Ab = 0.6），指向云或雾霾。
项目负责人、加拿大滑铁卢大学的 Lisa Dang 教授解释了方法："我们测量了这颗行星在整条轨道上亮度和热量的变化。这种技术叫相位曲线，它显示这颗行星反射了来自恒星的相当一部分光，而且热量在被重新分配到行星各处，而不只是停留在被照亮的一侧。这些加在一起，指向大气的存在。"
那这些云是什么做的？研究者写道，昼侧可以形成多种可能的云物种，包括 MgSiO3 和 SiO2，其中 SiO2 尤其可能起作用——它有助于解释 GCM 为匹配观测昼侧辐射所需的高反照率。打个比方，这层云像防晒霜，替行星挡下了猛烈的热量。
这就把问题推到了理论面前。Dang 说："我们的发现挑战了当前的理论。像 TOI-561 b 这样受到强烈辐照的岩石行星，我们本以为它的大气在数十亿年前就该消失了。但证据表明，它今天仍然拥有相当规模的大气。"
研究者还点出一个更别扭的对比：大气逃逸理论认为，强辐照的超级地球应当没有挥发性包层；而目前 JWST 对岩石系外行星的普查，被解读为暗示存在一批裸岩行星。可那些行星大多绕 M 型矮星运行，TOI-561 b 绕的却是一颗晚期 G 型／早期 K 型矮星，更像太阳。红矮星周围的行星受到的辐照比 TOI-561 b 弱，它们都没大气，辐照更强的 TOI-561 b 反而有——"如果中等辐照下的岩石系外行星都彻底干涸了，那么像 TOI-561 b 这样辐照更强的行星也理应如此。"
怎么解释？作者列了几种可能，并强调可能是多种机制叠加：
- 它一开始就带着巨量挥发性物质，原本是一颗富含挥发物的亚海王星，大气被恒星一点点削掉，剩下的就是今天看到的；
- 我们看到的是次生大气，而原始的氢氦大气更容易被剥离，次生大气反而能撑住；
- 迁移起了作用：恒星年轻时辐射更强，那时行星离得更远，等恒星安静下来它才靠近，累计受到的辐射没那么多；
- 最初吸积的挥发性物质先被锁进行星内部，后来才通过出气释放出来。
第四种可能让研究者格外兴奋。他们写道，约束一颗岩石行星次生大气的成分，或许能反推它的地球化学演化，比如岩浆海的氧化还原状态。而这类行星之所以值得看，是因为它们很可能拥有岩浆洋——至少昼侧如此——能与大气持续交换物质，为大气"续命"。
下一步要回答的问题也很具体。Dang 说："我们接下来想回答的大问题是，TOI-561 b 的大气更像金星，还是更像一个极端版本的木卫一。"用 JWST 在更长波长上观测这颗行星，或许能帮助解释：一颗这么热的行星，是怎么把大气留住数十亿年的。
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