北京
已确认的系外行星达到6000颗的节点，但其中岩质世界兼有稳定大气层的，此前几乎没有确切例子。现在，一个被称为LHS 1140b的星球正在打破这种沉默。根据《科学》杂志最新刊登的一项研究，天文学家在这颗约48光年外的岩石行星上，探测到不断向外太空逸出的氦气，这意味着它极可能保有浓厚且持久的大气。
这项发现之所以令人振奋，不只因为大气本身。LHS 1140b同时刚好运行在其母星的宜居带内——也就是恒星周围那个温度恰到好处的区域，允许液态水长期存在于星球表面。综合信息来看，这是一个类似地球的岩石球体、披着大气外衣、还泡在可能有液态水的地方。对于搜索地外生命来说，这种组合几乎堪称完美。
哈佛大学行星科学家、论文第一作者Colin Cherubim对《纽约时报》表示：“目前我们完全没有证据证明这颗行星上存在生命，但我们认为所有真正重要且必需的成分都在。”他所说的成分，正是指维持生命所需的三大条件：岩石表面、大气层、液态水。如果后续观测能最终确认，LHS 1140b将是人类第一次见到有如此稳定大气的类地系外行星。
MIT天体物理学家Sara Seager虽然没有参与这项研究，但同样对这个信号感到期待。她告诉《纽约时报》：“一旦找到一个，系外行星领域往往就会找到更多。希望这是某个新阶段的开始。”她的判断回应了长久以来的一种担忧：太阳系是否只是一个侥幸产生的孤本？如果LHS 1140b确实拥有生命友好的环境，那同类的行星也许远远多于我们的想象。
发现带大气的系外行星，本身就极度困难。尽管恒星已经登记了数百万颗，但被确证的行星只有约6000个。星冕和恒星自身的光芒，往往完全淹没掉那些行星大气的微弱信号。而且，即使捕捉到大气信号，其对应的也多半是气态巨行星，而不是这种可能有岩石表面的世界。LHS 1140b之所以能从背景噪音中浮出，部分原因在于它围绕的是一颗红矮星。
红矮星体积小、光线暗，行星从恒星前方经过时，变化反而更加明显，这让天文学家更容易察觉其存在。但红矮星也一度被认定是孕育生命的绊脚石：它们比太阳更暴躁，常爆发强烈的耀斑，可能会剥离近距离行星的大气，从而扼杀生命演化的萌芽。LHS 1140b想待在宜居带里，就必须靠近这颗红矮星，而这理论上会把它送进烈火的边缘。
然而，最新的计算机模型揭示了完全不同的画面。研究团队专门开发了一套模拟系外行星大气演化的理论模型，用于追踪氢、氦等轻元素在母恒星爆发下的逃逸过程。当把这个模型套用在2017年就已被发现的LHS 1140b上时，预测结果出人意料：它的高层大气主要由氦气主导，且整体结构稳定。也就是说，虽然身处红矮星暴戾的辐射环境，这颗行星依然能够保住自己的大气层。这一结论也间接削弱了“红矮星必然烧光邻近行星大气”的旧有假设——尤其当恒星本身活动性偏弱时，行星生命演化的窗口期可能远比过去预计的要长。
氦气在这个故事里扮演了关键信号的角色。因为轻元素更容易在恒星风暴中散逸，研究人员通过观测到仍有氦气持续奔向太空，反推出更高密度的大气就在底下支撑。如果大气层早已被剥离殆尽，那根本不会出现今天谱线中那道额外的氦吸收峰。因此，氦的存在本身，就成了衡量行星大气完整度的一把尺。
眼下，LHS 1140b大气里水的确切含量、地表温度的具体数值，以及它是否真的铺满了液态海洋，尚处在已知信息的边界之外。接下来需要韦布空间望远镜等更具解析力的观测设备介入，去读取穿过大气层的光谱细节。如果能在光谱中找到水汽、甲烷和其他可能的“生命印迹气体”，LHS 1140b将从候选者晋级为最优先的外星生命探测靶场。
Robin Wordsworth回顾过往时提到，二十年前学界连是否存在其他类地行星都还在质疑。如今，从探知第一个岩石世界、到确认一批有大气层的岩质行星、再到筛选出具备生命票赋的具体目标，每一步的节奏都在急剧加快。LHS 1140b或许不是能立刻回答“我们是否孤独”的终点，但它正在成为一座意义重大的路标：银河中的宜居星球不是理论上的独种，而是有待完成填图的常见拼图。
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