“超級地球”，人類的下一個家園？

原標題：“超級地球”，人類的下一個家園？（瞰前沿）

藝術想象圖，右下角為利用TTV反演技術發現的行星Kepler—725c。

地球在太陽系宜居帶中的位置示意圖。以上圖片均為中國科學院雲南天文台提供

在浩瀚的宇宙中，人類是孤獨的嗎？是否存在像地球一樣的生命家園？從古至今，人們一直在追尋這些問題的答案。最近，一顆“超級地球”的發現，似乎讓我們離這些答案更近一步——由中國科學院雲南天文台牽頭的國際聯合研究團隊發現了新的“超級地球”Kepler—725c，為探尋宇宙中可能存在生命的行星找到了新的“解題路徑”。

——編 者

新“超級地球”長什麼樣

長久以來，人類對行星的探索僅限於太陽系內。過去30年間，天文學家對行星的研究發生了根本變化。1995年，瑞士天文學家在飛馬座的恆星51 Peg周圍，發現了一顆跟太陽系的木星相似的行星，邁出了人類發現類太陽恆星周圍系外行星的第一步。截至2025年6月10日，人類已發現分佈在4483個系外行星系統中的5979顆系外行星。

發現系外行星並不意味着找到了“答案”，科學家還需要進一步探尋像地球一樣適合生命存在的行星。在一個行星系統內，可存在液態水的範圍被稱作宜居帶，而液態水是誕生地球碳基生命的關鍵。因此，在尋找系外行星時，研究人員會格外關注一些“解題條件”，如宿主恆星（即通過引力束縛行星並使行星圍繞其公轉的恆星）的光譜型、行星的類型、行星是否位於宜居帶等，這些條件將共同指向行星孕育生命的可能。

我國科學家新發現的“超級地球”Kepler—725c，圍繞一顆名為Kepler—725的G9V型宿主恆星運行，這顆“超級地球”位於宿主恆星的宜居帶內，距離宿主恆星約0.674個天文單位（約1億公里）。

“超級地球”，是指質量大於地球、但遠低於太陽系冰巨星（天王星和海王星，質量分別為地球的14.5倍和17.1倍）的系外行星。Kepler—725c的質量是地球的10倍，因此屬於“超級地球”範疇。據理論推測，它有機會形成較厚的大氣層，也可能產生強於地球的磁場。不過，這些都需要進一步觀測驗證。宿主恆星Kepler—725的光譜型與太陽相似，但比太陽年輕，年齡僅為16億年，表面的磁場活動比太陽更為劇烈，探測這顆活躍的類太陽恆星周圍宜居帶的“超級地球”，殊為不易。

發現“隱藏的行星”殊為不易

本次“超級地球”的發現與研究，最重要的意義在於建立了一個發現類太陽恆星宜居帶內低質量系外行星的新途徑，驗證了凌星中間時刻變化（TTV）反演技術的有效性。這是國際上首次應用TTV反演技術在類太陽恆星周圍的宜居帶中成功發現此類行星。

起初，這顆“超級地球”並未被開普勒（Kepler）太空望遠鏡直接捕捉到。對天文學家而言，探測低質量系外行星的實際難度很大。由於行星自身並不發光，主要反射宿主恆星的光芒，因此，系外行星相對於其宿主恆星十分暗淡，極易被恆星的光芒所淹沒；當行星距離宿主恆星過近，或系外行星系統本身距離我們太遙遠，科學家即使運用天文望遠鏡也難以區分行星與其宿主恆星的光。

通常，天文學家主要依賴兩種方法探測低質量系外行星。一種是視向速度法，通過檢測宿主恆星在視線方向內是否被行星拖拽得輕微擺動來發現行星；另一種是凌星法，通過測量行星遮擋宿主恆星發出的光來發現行星。但是，對於像地球這樣體積小、軌道遠離宿主恆星的行星，由於觀測精度不夠，兩種方法都很難奏效。

此次發現Kepler—725c，是通過分析Kepler—725行星系統中另一顆凌星行星穿過宿主恆星表面的時刻相對其公轉軌道週期的微小偏離，進而成功地推斷出它的存在。對於擁有多顆行星的系外行星系統來説，行星之間的引力相互作用會對行星的運動產生影響。當已知的凌星行星經過恆星表面的時刻出現了微妙變化，就像精準的鐘表突然快了或慢了幾秒，就意味着其他行星可能影響了這顆行星的軌道運動。通俗地説，TTV反演技術類似於通過觀察同一時刻的時鐘是否一致，來判斷是否有隻“看不見的手”在悄悄撥動時鐘指針，這隻“看不見的手”便是要尋找的“隱藏行星”。

探尋真正適宜生命存續的行星

這顆“超級地球”的發現，引發了廣泛的關注與討論。Kepler—725c距離我們有2472光年，即使能夠以光速旅行，我們從地球出發，抵達Kepler—725c也需要近2500年。儘管如此，這顆行星上可能隱藏的秘密，將有助於回答人類的終極問題之一：我們是否孤獨？

目前，我國科學家正在籌備“地球2.0”探測衞星項目，目標就是尋找類似於太陽的恆星宜居帶內、與地球大小相似的“另一個地球”。通過“地球2.0”項目，科學家們將搜尋真正適宜生命存續的行星。未來，科幻電影中的“太空移民”等場景或許將成為現實。

這次“超級地球”的發現與後續研究，也將為我國未來的空間天文任務，如中國載人航天工程巡天空間望遠鏡（CSST）、“地球2.0”（ET）項目等提供新的觀測目標和技術支持。中國科學院雲南天文台的相關研究團組還計劃將TTV反演技術應用於更多的系外行星系統，從而尋找更多“隱藏”在類太陽恆星和紅矮星宜居帶中的系外行星。在國際合作方面，也將與全球科學家共同推動對系外類地生命的探索。

仰觀宇宙之大，我們更加意識到地球家園的可貴。遙遠的星光穿越浩瀚的宇宙空間抵達地球時，或許也在提醒我們：不僅要熱愛腳下的星球，也要有奔赴星辰大海的勇氣。

（作者單位：中國科學院雲南天文台）