上海
LHS 1140 b艺术概念图
天文学家首次在太阳系外一颗温度适宜的岩质行星上探测到大气层。这是迄今为止系外行星可能支持地外生命的最有力证据。
这颗行星名为LHS 1140 b，距离地球约50光年，围绕一颗体积较小、温度较低的M型矮星运行。M型矮星是银河系中最常见的恒星类型，几十年来，研究人员一直在寻找环绕此类恒星运行并拥有大气层的行星，却始终一无所获。一些研究人员甚至推测，环绕这类小型恒星运行的行星可能根本无法留住大气层。
2024年，美国哈佛大学的科林·切鲁宾及其同事在智利拉斯坎帕纳斯天文台观测LHS 1140 b时，发现了一个颇有希望的信号：行星光谱中出现了一条谱线，表明其中存在处于激发态的氦原子。虽然此信号可能存在多种解释，但它的形状和强度让研究人员觉得，这些氦来自一股正在从行星大气层中逸出的气流。切鲁宾说：“目前为止，最简单的解释是，我们看到的这些氦来自这颗行星本身。”
这意味着LHS 1140 b可能属于所谓的“氦行星”——这类系外行星此前虽有理论设想，却从未得到确证。“这与我们根据太阳系岩质行星作出的预期并不相同。”美国约翰斯·霍普金斯大学的娜塔莉·艾伦说，从某些方面看，氦行星可能更像气态巨行星，而不像太阳系中的任何类地天体，后者的岩石或冰质表面之上会覆盖一层厚重的大气。
“它本身就足够令人兴奋，而不是只因为它可能成为‘另一个地球’。”美国亚利桑那大学的苏克里特·兰詹表示，这颗系外行星或许宜居，但不是通常意义上的宜居。如果它拥有厚重的大气层，地表气压可能堪比地球深海海底；如果大气层没有那么厚，它也可能是一颗海洋行星，整体上更像太阳系中的冰质行星。
目前，研究人员只知道这个行星拥有正在泄漏氦的大气层，但对大气层本身的规模和组成知之甚少。“地球和金星大小相近，都有大气层，但金星表面并不宜居。”艾伦说，要真正了解这颗行星的宜居性，需要弄清其大气层的整体状况，詹姆斯·韦伯太空望远镜尚未公布的数据可能有助于加深认知。
不过，仅仅是确认它拥有大气层，再加上它位于恒星的宜居带内，就已经使这颗行星显得极具前景。宜居带内温度适宜，液态水有可能存在于行星表面。“这颗行星如今已成为太阳系外寻找生命的最佳地点。”切鲁宾表示。
不过，这项发现还有一个疑点。2025年，切鲁宾和同事使用同样的设备再次观测LHS 1140 b时，却没有看到氦的特征谱线。他们反复核查2024年和2025年的数据，并向其他研究人员征求意见，还请另一支团队重新分析了全部数据，结果并未改变：2024年的观测中确实出现了处于激发态的氦，2025年却没有。
在切鲁宾看来，这一结果虽令人意外，但也并非完全反常。“当你测到一次逃逸的氦信号，几个月或几年后再回去看，通常会有所不同，有时甚至完全消失，而我们并不知道这是为什么。”
兰詹指出，人们对这种特殊的氦信号仍缺乏了解，因此无法确定它为何出现，又为何消失。可能是逸出气流的形态发生了变化，也可能是恒星活动改变了气流中氦原子的状态。如果氦仍然存在，只是不再处于激发态，光谱中的信号就会消失。
切鲁宾计划继续观测LHS 1140 b，以解开其中的谜团。他说：“也许我们再也看不到它，也许以后每次都能看到，也许只有一半的时候能看到，但我对此很有信心。”
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