表面布滿了巖漿海洋，卻異常明亮，這種系外行星令科學家困惑不已

隨著人類發現的系外行星越來越多，我們也見識到了越來越詭異的外星世界。我們在太陽系習以為常的畫面，在其他恆星中竟然反而顯得特立獨行。而那些系外行星表現出的離奇的特點，也讓身處太陽系的我們驚愕不已。

看看太陽系，行星的分布相對比較密集，從0.4到30個天文單位之間，有的靠近太陽，溫度比較高；有的遠離太陽，相對比較寒冷。但是，系外行星和宿主恆星的距離，卻常常能打破我們的認知，有一些能夠距離宿主恆星達幾百個天文單位，而最近的甚至只有幾百萬公裡。

相對來說，我們發現的距離宿主恆星非常近的系外行星還是比較多的。其中，體積特別大的，我們稱之為熱木星，它們溫度極高，體積和木星差不多甚至遠超過木星；體積中等的，和海王星類似的，我們稱之為熱海王星，它們也是氣體行星；另外，還有一些巖石行星也非常靠近宿主恆星，科學家給了它們一個綽號——熱超級地球。

有一些熱超級地球非常巨大，體積達到了地球的10倍。但更令人驚訝的是，它們的公轉軌道比太陽系最內側的水星（和太陽的平均距離約為5790萬公裡）還要小得多，甚至可能只有幾百萬公裡，公轉周期只有10天或者更短。

如此近的距離，帶來的是一個詭異的行星世界。由於距離宿主恆星太近，所以它們接收到的能量也更多，溫度也高得離譜，輕輕鬆鬆可以達到幾百甚至幾千攝氏度。由於高溫導致氣體密度下降，加上距離恆星太近、所受到的恆星風也更加強勁，所以這些熱超級地球的大氣層也基本都被剝離出去，只剩下死寂的巖石軀殼。而且，由於溫度過高，這些巖石也都被融化，變作巖漿的海洋，在行星表面流淌，活脫脫一幅地獄的景象。

在系外行星上，這種畫面已經讓科學家見怪不怪了。但是，還有一些比較奇怪的現象，引起了科學家的關注，那就是表面反射率。

顧名思義，反射率就是一顆行星（或衛星）能夠將宿主恆星的輻射反射到宇宙中的比例，反射得越多，它就越明亮。可是，對於這些巖漿橫流的行星來說，反射率過高就有點不合常理了，因為我們常見的巖漿物質都沒有這樣的反射率。

行星的高反射率，要麼來自表面，要麼來自大氣層。既然熱超級地球的表面不足以反射這麼多光，或許像金星這樣的濃厚大氣層也可能產生這個效果。但問題在於，我們前面也介紹過，熱超級地球的大氣都被剝離了，只剩下光禿禿的表面， 因此這個可能性也被排除了。

來自麻省理工學院地球、大氣和行星科學系的行星學家Zahra Essack指出：「我們認為這些巖漿行星就是在宇宙中遊蕩的黑炭球——非常暗淡，幾乎沒有什麼光亮。那麼，到底是什麼讓它們如此明亮呢？」她指出，有些熱超級地球的反射率甚至達到了50%，接近於金星70%的反射率。要知道，我們的地球也才只有30%左右的反射率而已。因此，長期以來，Essack一直對這個問題感到非常困惑。

最近，她帶領著自己的團隊用一種新的方法，對這個問題進行了研究，並且將成果發表在了《天體物理學雜誌》上。雖然這個成果也不是最終的定論，但也給了我們很大的借鑑意義。

Essack等人的研究方法非常有趣，他們來到了麻省理工學院材料科學與工程系的鑄造廠，選擇了一些地球上比較常見的礦石進行了這次研究。她選擇的是長石（含有鈣、鈉、鉀的鋁矽酸鹽礦物）以及玄武巖（以二氧化矽為主的巖石），二者都是太陽系的行星中比較常見的巖石。

首先，她和她的同事們嘗試將長石融化，模擬熱超級地球表面的巖漿。結果，這些融化的長石冷卻速度過快，研究團隊沒有測量到熔融狀態下的長石有怎樣的反射率。好在，冷卻後形成的火山玻璃具有很好的研究價值。研究小組在多個角度對其進行了照射，研究其反射機制，從而在側面了解了熔融長石的反射特性。

與此同時，他們也對玄武巖進行了類似的研究。他們所用的玄武巖樣本來自於雪城大學的熔巖項目，在將其融化進行相應的研究之外，他們還查閱了此前的一些研究資料作為參考。通過一系列的實驗，他們獲得了熔融狀態下和冷卻後形成的火山玻璃兩種狀態下玄武巖的反射率，從而對熱超級地球的表面進行了推測。

事實證明，就像此前猜想的一樣，如果熱超級地球的表面是由這兩種礦物的巖漿覆蓋，那麼它的反射率將會非常低，其上限只有0.1，也就是只能反射不到10%的恆星輻射。Essack指出：「和地球比起來，這的確是非常暗的。完全不足以說明我們所感興趣的行星為何有現實中這樣的亮度。」

因此，這兩種礦物的可能性已經被排除，他們需要尋找其他的備選，來解答這個謎題，這也是他們接下來的工作。甚至包括被排除可能的大氣層因素，也被他們重新考慮，但這勢必要建立新的理論。「對於這些布滿了巖漿海洋的行星，我們還有很多需要去探索的東西。」Essack告訴我們，「我們一直認為這些行星只是閃亮的巖石球體，但是它們可能擁有著非常詭異的表面系統或者是大氣結構，而且是一種我們此前完全不曾了解到的全新機制。」

我們寄希望於先進的探測器能夠從更多角度對這些熱超級地球進行研究，比如凌日外行星勘測衛星（簡稱TESS）以及未來的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、羅曼太空望遠鏡等。沒有人知道，太陽系行星和系外行星有如此大的差異，到底是誰更奇葩一些，也許這些望遠鏡會給我們一個答案吧！