“寻找第二个地球”迈出关键一步，中国科学家首次通过TTV反演技术发现类太阳恒星宜居带中的行星

人类是否是宇宙中唯一的智慧生命？有没有另一颗像地球一样适合生命存在的行星？这都是人们长久以来特别关心的宇宙谜题。

近日，由中国科学院云南天文台（以下简称云南天文台）牵头的国际研究团队，在一颗类太阳恒星周围发现了一颗位于宜居带的行星——“超级地球”Kepler-725c。它的质量大约是地球质量的10倍。6月3日，相关研究成果发表于《自然-天文学》，得到多位审稿专家的高度评价。

恒星Kepler-725（中）、行星Kepler-725b（左）和利用TTV反演技术发现的“隐藏”在类太阳恒星宜居带内的行星Kepler-725c。 云南天文台供图

新的宜居“超级地球”

据论文作者之一、云南天文台研究员顾盛宏介绍，这颗行星围绕一颗名为Kepler-725的G9V型宿主恒星运行。该宿主恒星的光谱型与太阳相似，但比已经46亿年的太阳年轻，年龄仅为16亿年，表面的磁场活动比太阳活动更为剧烈。

这颗行星位于Kepler-725的宜居带，即一个适合液态水存在的区域。液态水存在被认为是类地生命诞生的关键条件。这一行星绕宿主恒星运行一圈大约需要207.5天，与地球公转周期相近。

“‘超级地球’在一个像太阳一样的恒星附近的宜居带里，也就是说它有可能存在类似于地球上的碳基生命。”顾盛宏介绍，“它离我们有将近1.6亿个地球到太阳之间的距离这么远。”

新方法推演“隐藏”行星

一直以来，这颗行星没有被开普勒太空望远镜捕捉到，似乎躲在了盲区中。而在此次研究中，科研人员首次利用凌星中间时刻变化（TTV）反演技术，通过观察Kepler-725行星系统中另一颗行星穿过宿主恒星表面的时刻与公转轨道周期的微小偏离，成功推断出它的存在。

论文第一作者、云南天文台青年副研究员孙磊磊介绍，TTV反演技术类似于通过观察时钟走得快慢，来判断是否有只“看不见的手”在悄悄拨动时钟指针。

过去，科学家主要使用两种方法寻找低质量系外行星。一种是凌星法，即通过观察行星遮挡宿主恒星发出的光来发现行星；另一种是视向速度法，即通过检测宿主恒星在视线方向是否被行星拖拽得轻微摆动来发现行星。但是，对于像地球这样体积小、轨道远离宿主恒星的行星，由于观测精度不够，这两种方法都很难奏效。

此次，研究团队使用的TTV反演技术，不需要看见待发现行星遮挡宿主恒星的过程，也不需要检测宿主恒星在视线方向发生轻微摆动，只需测量与待发现行星轨道共振的另一颗行星的凌星时间，就能间接感知待发现行星的存在。

“这是一个非常重要的结果，因为这是第一次通过TTV反演技术发现类太阳恒星宜居带中的行星。”审稿人评价道。

期刊编辑认为，这项研究提出了一个在类太阳恒星宜居带探测包括类地行星等在内的低质量系外行星的互补途径。

接下来还要探索什么？

这项发现标志着中国科研团队在寻找第二个地球的征途上迈出了关键一步。

顾盛宏表示，此次建立的新途径和相关研究结果将为中国未来的空间天文任务提供新的观测目标和探测技术支持，如中国载人航天工程巡天空间望远镜、地球2.0项目等。

“相关研究团组计划将TTV反演技术应用于更多的系外行星系统，从而寻找‘隐藏’在类太阳恒星和红矮星宜居带中的系外行星。”顾盛宏说，“同时，我们还将结合其他观测手段，如系外行星透射光谱、发射光谱和直接成像技术等，进一步研究这些宜居带行星是否真的具备类地生命存在的条件。”

顾盛宏透露，在国际合作方面，未来他们将积极参与欧洲的行星凌星与恒星振动探测计划（PLATO）和ARIEL望远镜项目的数据分析工作，与全球科学家共同推动对类地系外生命的探索。