大家好，我是魅力科學君，今天我們要聊的話題是：一項近日發表在《自然·天文學》上的最新研究表明，科學家發現一顆大型“超級地球”。

（↑想象圖）

根據介紹，此次研究來自一個由中國科學院云南天文臺領銜的國際團隊，其研究內容主要是，在那些類太陽恒星（即與太陽相似的恒星）的宜居帶里，尋找可能存在的類地行星。

為什么要找這樣的行星呢？答案就是，這種行星有望幫助我們揭開地外生命的謎團，因為它們各方面的條件都與地球類似，所以我們可以合理地認為，既然地球上有生命，那在這種行星上可能也有生命存在。

科學家表示，在此之前，我們主要依賴“凌星法”和“視向速度法”這兩種技術來搜尋系外行星，但這兩種技術都有各自的局限性。

簡單來講，“凌星法”的原理是：當行星從其主恒星前方經過時，會短暫地遮擋一部分星光，導致恒星亮度發生周期性的微弱變化，通過對這種現象進行觀測和分析，我們就可以確定這顆行星的存在。

但這種方法的應用前提是行星的軌道平面必須與我們的觀測視線基本對齊，從整體上來講，這種幾何排列的概率相對較低，除此之外，由于類地行星相對較小，其造成的凌星信號本就微弱，因此很容易在復雜的背景噪聲中被遺漏。

“視向速度法”則是通過探測恒星因行星引力拖拽而產生的微小晃動。當行星圍繞恒星公轉時，恒星自身也會圍繞系統的共同質心進行小幅度的周期性運動。這種運動會導致恒星光譜線發生周期性的多普勒頻移——當恒星朝向地球運動時，光譜線向藍端移動，遠離地球時則向紅端移動。通過精密測量這些頻移，我們同樣可以確定這顆行星的存在。

然而對于相對較小的類地行星來講，它們引起的恒星視向速度變化幅度通常都很小，并且極易受到恒星自身活動（如黑子、耀斑等）所產生的“噪聲”干擾，所以對觀測儀器的精度要求極高。

由于這些局限性，使得目前已知的位于恒星宜居帶的類地行星，基本上都是發現于那些紅矮星附近，這是因為紅矮星比太陽更小、更暗，其宜居帶也更靠近恒星，行星的軌道周期相應更短，使得上述兩種方法更容易奏效。

然而正如前方所言，此次研究尋找的是那些位于類太陽恒星的宜居帶里的類地行星，由于與紅矮星相比，這類恒星的宜居帶要遠得多，因此無論是“凌星法”還是“視向速度法”，都很難發現它們的蹤跡。

那怎么辦呢？為了解決這個問題，科學家使用了一種被稱為“凌星中間時刻變化”（Transit Timing Variation，簡稱TTV）的技術。

這種技術的核心在于利用多行星系統中行星間的引力相互作用，簡單來講就是，如果行星系統中只存在一顆已知的凌星行星，那么在沒有其他行星干擾的情況下，其凌星事件的發生時刻應該是有嚴格周期的。

但如果該系統中還存在其他的未知行星，其引力就會在一定程度上改變已知凌星行星的軌道，從而導致其凌星發生的實際時刻相對于嚴格周期性的預測時刻，出現有規律的提前或延遲。

重要的是，與恒星相比，行星的質量要小得多，因此即使是質量較小的類地行星，也可以對鄰近的行星造成相對明顯的變化，此外，這種方法又可以在很大程度上排除其他“噪聲”的干擾，從而更容易被我們觀測到，所以通過對這種現象進行分析，我們就可以確定未知行星的存在。

正是通過這種技術，科學家在一顆名為“開普勒-725”（Kepler-725）的恒星的宜居帶中，發現了一顆類地行星，并將其命名為“開普勒-725c”（Kepler-725c）。

根據介紹，“開普勒-725”在天空中位于天琴座，距離我們大約2500光年，是一顆與太陽類似的G型黃矮星，在過去的日子里，科學家已經通過“凌星法”確認了它有一顆行星，這顆行星被稱為“開普勒-725b”（Kepler-725b），是一顆氣態巨行星，其公轉周期約為39.64天。

在此次研究中，科學家注意到“開普勒-725b”的凌星周期存在著微小的變化，在此之后，他們經過大量精密計算和數據分析，最終確定了“開普勒-725c”的存在。

研究結果表明，“開普勒-725c”是一顆大型“超級地球”，其質量約為地球的10倍，它沿著一條橢圓軌道圍繞著“開普勒-725”公轉，其軌道半長軸為0.674個天文單位，公轉周期約為207.5天。

（注：“超級地球”是指比地球更大的類地行星，之所以說“開普勒-725c”是大型“超級地球”，是因為一般的“超級地球”，其質量通常在地球質量的2至5倍之間，而它的質量比這大得多）

由于“開普勒-725”比太陽略小（其質量和半徑分別約為太陽的88%和84%），因此“開普勒-725c”就正好位于其主恒星的宜居帶之中，而這也就意味著，這顆大型“超級地球”上，可能也有生命存在，不過因為“開普勒-725”的年齡約為16億年，比太陽“年輕”得多，所以就算那里真的存在生命，它們也應該只是一些原始生命。

引人注目的是，“開普勒-725c”本身并非一顆凌星行星，也就是說，如果用常用的方法，我們根本就無法發現它的存在。

科學家表示，此次研究證實了，“凌星中間時刻變化”這種技術，可以有效地彌補此前“凌星法”和“視向速度法”的不足，從而為此后的研究提供了強有力的備選方案。期待在未來的日子里，科學家可以發現更多的位于類太陽恒星宜居帶里的類地行星，并最終揭開地外生命的謎團。

參考資料：Sun, L., Gu, S., Wang, X. et al. A temperate 10-Earth-mass exoplanet around the Sun-like star Kepler-725. Nat Astron (2025). doi.org/10.1038/s41550-025-02565-z