右下 超級(jí)地圖概念圖

封面新聞?dòng)浾?張崢

我們孤獨(dú)嗎？有沒(méi)有地球以外的生命存在？這是一個(gè)由人類(lèi)好奇心驅(qū)動(dòng)的永恒的探索。

經(jīng)過(guò)兩年等待，2025年6月3日，由中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)牽頭的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)新的途徑，發(fā)現(xiàn)了一顆超級(jí)地球的成果被發(fā)表在天文學(xué)頂級(jí)刊物《自然-天文》上。這顆超級(jí)地球距離我們有將近1.6億個(gè)地球到太陽(yáng)之間的距離那么遠(yuǎn)。圍繞著宿主恒星開(kāi)普勒-725運(yùn)行，而它身處的區(qū)域，是一個(gè)適合液態(tài)水存在的宜居帶，這被認(rèn)為是類(lèi)地生命誕生的關(guān)鍵條件。

“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，符合超級(jí)地球的系外行星，重量一般不超過(guò)地球的10倍。”中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)青年副研究員、論文第一作者孫磊磊6月4日接受封面新聞采訪時(shí)介紹，而這次發(fā)現(xiàn)開(kāi)普勒-725c的方法，還將為中國(guó)未來(lái)的空間天文任務(wù)，比如中國(guó)載人航天工程巡天空間望遠(yuǎn)鏡（CSST）、地球2.0（ET）等，提供新的觀測(cè)目標(biāo)和探測(cè)技術(shù)支持。

新聞發(fā)布會(huì)

隱藏的超級(jí)地球

新發(fā)現(xiàn)的開(kāi)普勒-725c行星圍繞一顆名為開(kāi)普勒-725的G9V型宿主恒星運(yùn)行。“你可以把這顆宿主恒星理解為一顆類(lèi)似太陽(yáng)的恒星。”孫磊磊介紹，這顆宿主恒星的光譜型與太陽(yáng)相似，但它比太陽(yáng)年輕，年齡僅為16億年，表面的磁場(chǎng)活動(dòng)要比太陽(yáng)活動(dòng)更為劇烈。

為什么叫做開(kāi)普勒-725c？孫磊磊解釋?zhuān)@是因?yàn)樗腔陂_(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的，且已經(jīng)知道了這個(gè)系統(tǒng)存在一顆名為開(kāi)普勒-725b的行星。

開(kāi)普勒-725c位于開(kāi)普勒-725的宜居帶——一個(gè)適合液態(tài)水存在的區(qū)域，被認(rèn)為是類(lèi)地生命誕生的關(guān)鍵條件。它繞宿主恒星運(yùn)行一圈大約需要207.5天，與地球的公轉(zhuǎn)周期相近。起初，這顆行星并沒(méi)有被開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，而是“藏”了起來(lái)。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析這個(gè)系統(tǒng)中另一顆行星穿過(guò)宿主恒星表面的時(shí)刻對(duì)公轉(zhuǎn)軌道周期的微小偏離，推斷出了它的存在。

TTV反演技術(shù)探測(cè)技術(shù)

孫磊磊介紹，他所在的研究團(tuán)組從2006年就開(kāi)始做系外行星的探測(cè)工作。通常，系外行星探測(cè)使用的是凌星法和視向速度法，凌星法是通過(guò)觀察行星遮擋宿主恒星發(fā)出的光來(lái)發(fā)現(xiàn)行星；另一種是視向速度法，通過(guò)檢測(cè)宿主恒星在視線方向是否被行星拖拽得輕微擺動(dòng)來(lái)發(fā)現(xiàn)行星。但是，對(duì)于像地球這樣體積小、軌道遠(yuǎn)離宿主恒星的行星，由于觀測(cè)精度不夠，以至于這兩種方法都很難奏效。

這次他們的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)使用了TTV反演技術(shù)發(fā)現(xiàn)超級(jí)地球，不需要“看見(jiàn)”行星遮擋宿主恒星的過(guò)程，也不需要測(cè)量宿主恒星在視線方向的輕微擺動(dòng)，只需測(cè)量與行星發(fā)生軌道共振的另外一顆行星的凌星時(shí)間，就能間接感知這顆行星的存在。他解釋?zhuān)@種方式類(lèi)似于設(shè)定了鬧鐘，時(shí)鐘理應(yīng)在準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行報(bào)時(shí)，但是發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘的報(bào)時(shí)時(shí)間有提前或者滯后，研究人員推測(cè)有只“看不見(jiàn)的手”在悄悄地?fù)軇?dòng)時(shí)鐘指針。通過(guò)這種“干擾”來(lái)推測(cè)是否有隱藏的行星存在。

探測(cè)這顆行星耗時(shí)2年多。孫磊磊介紹，首先要計(jì)算另一顆行星的凌星時(shí)刻、凌星時(shí)刻的偏離信號(hào)等，第二步才是模擬這些信號(hào)，最后還要討論它的科學(xué)意義。“我們?cè)?022年底投稿，經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間審稿和改稿，最后才發(fā)布。不過(guò)很幸運(yùn)獲得審稿專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)。”

超級(jí)地球距離地球2.0有多遠(yuǎn)

超級(jí)地球指的是質(zhì)量在地球1-10倍之間的行星。而人類(lèi)要尋找的地球2.0，類(lèi)似于在太陽(yáng)系外，尋找一個(gè)復(fù)刻版的地球，它的半徑和質(zhì)量都與地球類(lèi)似，它同樣處于一個(gè)宜居帶內(nèi)，它的宿主恒星跟太陽(yáng)類(lèi)似。

“這次研究最大的價(jià)值在于，人類(lèi)第一次使用凌星中間時(shí)刻變化（TTV）反演技術(shù)，探測(cè)到了類(lèi)太陽(yáng)恒星宜居帶的超級(jí)地球，為未來(lái)發(fā)現(xiàn)地球2.0開(kāi)辟了一個(gè)新的路徑。”

總有一天我們要走出地球搖籃

太空探索不僅僅給人類(lèi)提供一面審視自己的鏡子，它還能給我們帶來(lái)全新的技術(shù)，全新的挑戰(zhàn)和進(jìn)取精神，以及面對(duì)嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)依然樂(lè)觀自信的心態(tài)。

各國(guó)的深空探測(cè)歷程中，月球探測(cè)是開(kāi)展深空探測(cè)的首選目標(biāo)；火星是目前行星探測(cè)的最大熱點(diǎn)；小天體探測(cè)未來(lái)會(huì)成為深空探索領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)之一。

“中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)的相關(guān)研究團(tuán)組計(jì)劃將TTV反演技術(shù)應(yīng)用于更多的系外行星系統(tǒng)，從而尋找‘隱藏’在類(lèi)太陽(yáng)恒星和紅矮星宜居帶中的系外行星。同時(shí)，我們還將結(jié)合其他觀測(cè)手段，如系外行星透射光譜、發(fā)射光譜和直接成像技術(shù)等，進(jìn)一步地研究這些宜居帶行星是否真的具備類(lèi)地生命存在的條件。在國(guó)際合作方面，未來(lái)我們也將積極參與歐洲的PLATO和ARIEL項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分析工作，與全球科學(xué)家共同推動(dòng)系外類(lèi)地生命的探索。”孫磊磊告訴封面新聞?dòng)浾摺?/p>

也許在不久的將來(lái)，人類(lèi)真的能夠找到一顆類(lèi)似于地球的“藍(lán)色星球”。