今天，我們知道的不僅僅是5,000 顆系外行星：我們之外的行星繞其他恆星運行。在發現新世界的努力繼續進行的同時，我們正在穩步了解更多關於我們已經發現的系外行星的信息：它們的大小、它們的成分以及它們是否有大氣層。
我們的團隊現已提供初步證據- 1.5倍大小的世界，氣氛濃郁距離我們35光年。如果得到證實，它將是已知最小的有大氣層的系外行星。氣體的潛在存在二氧化硫 (SO2)和硫化氫 (H2S)在這種氣氛中暗示著熔化或表面。
在我們的太陽系中，我們有兩類不同的行星：小型岩石行星，包括地球和火星，以及氣態巨行星，例如木星和土星。然而，系外行星的大小範圍很廣。我們的太陽系缺少一顆大小在地球和海王星之間的行星，但事實證明，這是我們在銀河係其他恆星周圍看到的最常見的行星類型。
那些接近海王星大小的被稱為亞海王星那些更接近地球大小的被稱為超級地球。 L 98-59 d是一顆超級地球，比地球稍大、稍重。這些行星的大氣成分仍然是一個懸而未決的問題，我們才剛剛開始探索這個問題(），於 2021 年推出。
L 98-59 d 是2019年發現和的苔絲太空望遠鏡。大多數係外行星，包括 L 98-59 d，都是使用「過境方式」。當行星經過恆星前方時，它可以測量星光的微小下降。對於較大的行星來說，這種下降更為明顯，使我們能夠計算出行星的大小。
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即使是 JWST 也無法將這些微小行星與其主恆星分開，因為它們繞恆星運行的距離太近。但有一種方法可以從這種糾纏的光中“看到”行星的大氣層。當一顆行星經過其恆星前方時，一些星光會穿過行星的大氣層，撞擊那裡存在的氣體分子或原子，然後到達地球上的我們。
每種氣體都會以自己特有的方式改變光線。根據我們從該恆星系統接收到的光，我們可以推斷出該大氣層的成分可能是什麼。這就是所謂的透射光譜法，這是一種經過驗證的技術，以前曾被用來確認存在 CO2在系外行星的大氣層中。
我是國際科學家團隊的一員，他們利用 JWST 觀測到 L 98-59 d 凌日穿過其主星圓盤的一次。然後我們得到了透射譜系外行星的大氣層從這些觀察中。該光譜暗示可能存在充滿二氧化硫和硫化氫的大氣。
這一發現令人驚訝，因為它與我們太陽系中岩石行星的大氣層形成鮮明對比，在太陽系中，水蒸氣和二氧化碳更為普遍。例如，地球的大氣層富含氮和氧，還含有微量的水蒸氣。與此同時，金星濃厚的氣氛以二氧化碳為主。甚至火星有稀薄的大氣層以二氧化碳為主。
然後我們使用了包含我們理解的計算機模型來自 L 98-59 d 的光可以繪製出該行星大氣成分的潛在圖像。由於不存在二氧化碳等常見氣體，而存在 SO2 和 H2S，這表明大氣層的形成過程與我們在太陽系中所熟悉的過程完全不同。這暗示了 L 98-59 d 上存在獨特和極端的條件，例如熔融或火山表面。
需要進行額外的觀察來確認這些氣體的存在。 JWST 觀測先前發現SO2 跡象在一顆系外行星上，但這是一顆氣態巨行星，而不是像 L 98-59 d 這樣的潛在岩石世界。
外火山？
SO2 和 H2S 的潛在存在引發了對其來源的疑問。一種爆炸性的可能性是火山活動，其驅動因素是潮汐加熱，很像觀察到的木星的衛星木衛一。當這顆行星上的主恆星沿著軌道運行時，它的引力會拉伸和擠壓它。這種運動可以使地球中心升溫，熔化其內部並產生極端的火山噴發，甚至可能形成岩漿海洋。
再加上它距離恆星很近（這個星球上的一年是七個半地球日），表面可以達到真正地獄般的溫度。如果未來的觀測支持這種大氣層的存在，那麼它不僅將成為具有探測到的大氣層的最小系外行星，而且也是了解此類行星性質的關鍵一步。
探測小型岩石行星上的大氣層異常困難，因為這些行星與主恆星相比非常小，而且來自主恆星的強烈輻射經常會剝離大氣層。這些觀察結果雖然很誘人，但僅來自一次凌日。這意味著儀器噪音和其他因素阻止我們做出統計上強有力的主張。未來的 JWST 觀測結果將是證實或反駁我們分析的關鍵。
L 98-59 d 可能不是我們所知的生命候選者，但研究其含硫大氣和潛在的火山活動為了解其他恆星周圍的世界提供了寶貴的見解。像這樣的極端世界可以幫助我們了解整個銀河系行星演化的多樣性。
