2025年6月30日,中國科學院云南天文臺發布的一項重大發現震撼了國際天文學界。由顧盛宏研究員領銜的國際團隊在《自然·天文》期刊發表論文,宣布通過創新性的凌星中間時刻變化(TTV)技術,在距離地球約1.6億天文單位的開普勒-725系統中,發現了一顆位于宜居帶內的"超級地球"——開普勒-725c。這顆質量約為地球10倍的行星,成為人類探索系外生命的最新目標。
這項突破性成果背后,隱藏著現代天文學最精妙的觀測技術。當行星從恒星前方經過時,會像飛蟲掠過燈泡般造成恒星亮度周期性下降,這就是發現4383顆系外行星的凌星法原理。但傳統凌星法存在明顯局限:只能探測軌道平面正對地球的行星系統,且更易發現短周期大行星。而TTV技術則另辟蹊徑——通過監測已知凌星行星軌道周期的微妙變化,就像觀察舞者腳步節奏的細微紊亂,反推出系統中隱藏的"舞伴"存在。研究團隊正是通過分析氣態巨行星開普勒-725b的凌星時間偏差,成功捕捉到其引力擾動源:宜居帶內的巖石行星開普勒-725c。
在系外行星獵人的工具箱里,還有更多神奇的技術手段。視向速度法通過捕捉恒星光譜的周期性紅移與藍移,已發現1100多顆行星,其精度可達每秒1米的恒星速度變化;微引力透鏡效應則利用時空彎曲原理,當行星經過背景恒星前方時,會像天然放大鏡般短暫增強星光;而最激動人心的直接成像技術,通過日冕儀或遮星罩阻擋恒星強光,已成功拍攝到HR 8799等系統中的年輕氣態巨行星。美國宇航局即將發射的"宜居系外行星觀測站"(HabEx)計劃攜帶直徑52米的巨型遮星罩,可在太空中形成完美的光學陰影。
這些技術各具特色又互為補充:凌星法擅長測定行星半徑,視向速度法精于測量質量,直接成像能獲取大氣光譜,而TTV技術則能發現傳統方法難以探測的宜居帶行星。正是多方法協同的"組合拳",讓人類在短短三十年間將系外行星認知從零擴展到5000多顆,其中類地行星占比已達30%。開普勒-725c的發現尤其珍貴——在已確認的163顆宜居帶行星中,僅有24顆質量低于10倍地球,且多數圍繞紅矮星運行。而開普勒-725作為類太陽恒星,其行星環境更可能孕育類似地球的生命形式。
未來十年,隨著中國空間站巡天望遠鏡(CSST)、歐洲極大望遠鏡(ELT)等新一代觀測設備投入使用,系外行星研究將迎來爆發式發展。特別值得期待的是大氣光譜分析技術的突破,通過檢測氧氣、甲烷等生物標志物,或將最終解答"人類是否孤獨"這個終極命題。正如顧盛宏團隊在論文中所言:"開普勒-725c的發現不僅拓展了宜居行星的搜索方法,更提醒我們——宇宙中適合生命存在的角落,可能比想象中更為常見。"
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