這顆「超級地球」 能成為地球2.0嗎?| 科技觀察

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06/06

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右下 超級地圖概念圖

封面新聞記者 張崢

我們孤獨嗎?有沒有地球以外的生命存在?這是一個由人類好奇心驅動的永恒的探索。

經過兩年等待,2025年6月3日,由中國科學院雲南天文台牽頭的國際研究團隊通過新的途徑,發現了一顆超級地球的成果被髮表在天文學頂級刊物《自然-天文》上。這顆超級地球距離我們有將近1.6億個地球到太陽之間的距離那麼遠。圍繞着宿主恒星開普勒-725運行,而它身處的區域,是一個適合液態水存在的宜居帶,這被認為是類地生命誕生的關鍵條件。

「簡單來說,符合超級地球的系外行星,重量一般不超過地球的10倍。」中國科學院雲南天文台青年副研究員、論文第一作者孫磊磊6月4日接受封面新聞採訪時介紹,而這次發現開普勒-725c的方法,還將為中國未來的空間天文任務,比如中國載人航天工程巡天空間望遠鏡(CSST)、地球2.0(ET)等,提供新的觀測目標和探測技術支持。

新聞發佈會

隱藏的超級地球

新發現的開普勒-725c行星圍繞一顆名為開普勒-725的G9V型宿主恒星運行。「你可以把這顆宿主恒星理解為一顆類似太陽的恒星。」孫磊磊介紹,這顆宿主恒星的光譜型與太陽相似,但它比太陽年輕,年齡僅為16億年,表面的磁場活動要比太陽活動更為劇烈。

為什麼叫做開普勒-725c?孫磊磊解釋,這是因為它是基於開普勒空間望遠鏡的觀測數據發現的,且已經知道了這個系統存在一顆名為開普勒-725b的行星。

開普勒-725c位於開普勒-725的宜居帶——一個適合液態水存在的區域,被認為是類地生命誕生的關鍵條件。它繞宿主恒星運行一圈大約需要207.5天,與地球的公轉週期相近。起初,這顆行星並沒有被開普勒太空望遠鏡發現,而是「藏」了起來。研究團隊通過分析這個系統中另一顆行星穿過宿主恒星表面的時刻對公轉軌道週期的微小偏離,推斷出了它的存在。

TTV反演技術探測技術

孫磊磊介紹,他所在的研究團組從2006年就開始做系外行星的探測工作。通常,系外行星探測使用的是凌星法和視向速度法,凌星法是通過觀察行星遮擋宿主恒星發出的光來發現行星;另一種是視向速度法,通過檢測宿主恒星在視線方向是否被行星拖拽得輕微擺動來發現行星。但是,對於像地球這樣體積小、軌道遠離宿主恒星的行星,由於觀測精度不夠,以至於這兩種方法都很難奏效。

這次他們的國際研究團隊使用了TTV反演技術發現超級地球,不需要「看見」行星遮擋宿主恒星的過程,也不需要測量宿主恒星在視線方向的輕微擺動,只需測量與行星發生軌道共振的另外一顆行星的凌星時間,就能間接感知這顆行星的存在。他解釋,這種方式類似於設定了鬧鐘,時鐘理應在準點進行報時,但是發現時鐘的報時時間有提前或者滯後,研究人員推測有隻「看不見的手」在悄悄地撥動時鐘指針。通過這種「干擾」來推測是否有隱藏的行星存在。

探測這顆行星耗時2年多。孫磊磊介紹,首先要計算另一顆行星的凌星時刻、凌星時刻的偏離信號等,第二步纔是模擬這些信號,最後還要討論它的科學意義。「我們在2022年底投稿,經過了長時間審稿和改稿,最後才發佈。不過很幸運獲得審稿專家的高度評價。」

超級地球距離地球2.0有多遠

超級地球指的是質量在地球1-10倍之間的行星。而人類要尋找的地球2.0,類似於在太陽系外,尋找一個復刻版的地球,它的半徑和質量都與地球類似,它同樣處於一個宜居帶內,它的宿主恒星跟太陽類似。

「這次研究最大的價值在於,人類第一次使用凌星中間時刻變化(TTV)反演技術,探測到了類太陽恒星宜居帶的超級地球,為未來發現地球2.0開闢了一個新的路徑。」

總有一天我們要走出地球搖籃

太空探索不僅僅給人類提供一面審視自己的鏡子,它還能給我們帶來全新的技術,全新的挑戰和進取精神,以及面對嚴峻現實問題時依然樂觀自信的心態。

各國的深空探測歷程中,月球探測是開展深空探測的首選目標;火星是目前行星探測的最大熱點;小天體探測未來會成為深空探索領域的重點發展目標之一。

「中國科學院雲南天文台的相關研究團組計劃將TTV反演技術應用於更多的系外行星系統,從而尋找‘隱藏’在類太陽恒星和紅矮星宜居帶中的系外行星。同時,我們還將結合其他觀測手段,如系外行星透射光譜、發射光譜和直接成像技術等,進一步地研究這些宜居帶行星是否真的具備類地生命存在的條件。在國際合作方面,未來我們也將積極參與歐洲的PLATO和ARIEL項目的數據分析工作,與全球科學家共同推動系外類地生命的探索。」孫磊磊告訴封面新聞記者。

也許在不久的將來,人類真的能夠找到一顆類似於地球的「藍色星球」。

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