寻找太阳系外生命：在适居带岩石星球上检测到大气
在这幅艺术家的概念中，前景中展示了系外行星LHS 1140 b，周围环绕着富含氦气的大气层。另一颗附近的岩石行星绕着远处同样冷的红矮星运行。一项新研究提供了迄今为止最有力的证据，表明LHS 1140 b保留了大气层，这标志着发现太阳系外类地岩石行星的里程碑。图片来源：Melissa Weiss/CfA
（神秘的地球uux.cn）据天体物理中心 |哈佛与史密森学会：在寻找其他行星生命的重要里程碑中，天文学家首次探测到一颗环绕着另一颗恒星适居带的类地岩石行星的大气层。这一发现提供了迄今为止最有力的证据，表明具有与地球成分和温度相似条件、并有生命潜力的世界可能存在于太阳系之外。
“大气对于支持我们所知生命的行星至关重要，”主笔科林·切鲁宾说，他最近在哈佛大学获得地球与行星科学博士学位。
“这是第一次有人在另一颗恒星适居带的岩石行星上发现大气层。”
该研究发表在《科学》杂志上，报告了观测结果，探测到距离地球约48光年的岩石系外行星LHS 1140 b的大气中氦气泄漏。这一发现基于理论预测，提供了行星拥有大气层的证据。
该行星绕红矮星运行，位于该恒星的适居带内，即温度和环境条件处于能够支持液态水存在的区域。
天文学家已经发现了数千颗系外行星，包括它们恒星适居带内的一些岩石行星，但确定这些行星是否拥有大气层仍然是一项巨大挑战。
一个长期寻找的大气信号
“二十年前，我们曾怀疑其他类地行星是否真的存在，”哈佛大学环境科学与工程戈登·麦凯教授、地球与行星科学教授、基路伯的论文导师之一罗宾·沃兹沃斯说。
“后来我们知道它们很常见，在适居区发现了一些。接下来的问题是，他们中是否有人成功维持了氛围。现在我们知道至少有一个人做到了。”
尽管其他研究发现了岩石行星在其恒星的适居带，但这项研究首次明确展示了存在存在数十亿年大气层的项目。
基路伯及其同事的理论模型预测LHS 1140 b存在一个富含氦气的上层大气，正在缓慢逸散到太空中。
为了验证预测，团队使用了智利麦哲伦天文台的暖红外埃谢尔（WINERED）光谱仪。他们观测到一次罕见的排列，即LHS 1140 b与另一颗行星在同一夜晚凌日。
虽然一颗行星没有显示大气层的迹象，但另一颗LHS 1140 b显示周围有氦气泄漏，证实了它依然存在大气层。
从预测到检测
基路伯的联合顾问，哈佛天文学系主任、天体物理中心天文学家大卫·夏尔博诺哈佛和史密森最初对基路伯的计划持怀疑态度，因为它是数学计算的产物，且在岩石世界中从未被观察到。
但结果出来后，他坚信不疑。
“科林分析了我们已知的行星，预测这颗行星会有氦气大气层，”沙尔博诺说。“然后他安排了望远镜时间，获取数据，探测结果统计上非常稳固。”
研究结果表明，地面观测寻找逸散气体可能成为研究岩石系外行星大气的重要工具。
天文学家称，这颗行星的大气很可能已经存活了三十多亿年，使其成为未来观测的重要目标。
基路伯说他想弄清大气层的完整组成，最终调查这颗行星是否有表面海洋或其他与适居性相关的特征。他和同事们还将利用他的模型寻找相似的世界。
“这是一次模型验证，希望这只是未来更多观测的开始，”他说。
出版信息
Collin Cherubim，《氦从附近岩石系外行星大气中逸出，该行星绕行适居带》，《科学》（2026年）。DOI：10.1126/science.aea9708。www.science.org/doi/10.1126/science.aea9708
