核心发现与生命特征

近日,由美国哈佛大学(含哈佛—史密森天体物理学中心)领衔的国际研究团队在《科学》杂志上发表研究成果,首次确认距离地球约48光年的岩石系外行星LHS 1140 b拥有大气层。科学界认为,行星孕育生命至少需满足三个基本条件:位于恒星宜居带内(温度允许液态水存在)、具有岩石质地表以及拥有大气层(用于维持温度和保护表面)。LHS 1140 b是人类首次探测到同时具备这三大特征的系外行星。

研究团队通过位于智利的麦哲伦望远镜进行近红外光谱观测,在LHS 1140 b周围探测到正在逸散的氦气,从而证实了大气层的存在。论文第一作者、哈佛大学地球与行星科学系博士科林·切鲁宾指出,这是首次在太阳系外恒星宜居带内的岩石行星上发现大气层。研究人员推测,该大气层可能已存续超过30亿年。

行星物理特性与环境

LHS 1140 b被定义为“超级地球”,其直径约为地球的1.4倍,质量约为地球的5.6倍。该行星围绕一颗比太阳更小、更冷的红矮星LHS 1140运行,公转周期为24.7天(或表述为不到25天)。由于距离恒星较近,该行星已被潮汐锁定,始终以同一面朝向恒星,不存在昼夜交替。

在环境条件方面,科学家计算出该行星的平均温度约为零下47摄氏度,远低于冰点。但该数值为理论基准,尚未考虑大气层可能产生的增温效应。此外,LHS 1140 b的大气以氦气为主,与地球以氮气为主的大气层差异显著。此前模型推测其表面可能被冰层覆盖,且朝向恒星的一面可能存在一片直径约4000公里的液态海洋,整体形态类似“眼球”,但本次研究尚未直接证实液态海洋的具体情况。

科学意义与后续计划

研究团队指出,此次发现具有里程碑意义,证明了岩石行星在红矮星宜居带内可以长期保留大气。由于红矮星约占银河系恒星总数的70%,且LHS 1140的活动性低于典型红矮星,这意味着此类宜居行星在宇宙中可能并不罕见,使LHS 1140 b成为探索宜居行星的“最有希望候选行星”之一。

针对后续研究,团队计划利用詹姆斯·韦伯太空望远镜对LHS 1140 b的大气成分进行更精细的光谱分析,重点观测内层大气是否含有水蒸气、二氧化碳或甲烷等与生命更直接相关的分子,以寻找可能的生命标志物。