48光年外重大发现！系外行星集齐宜居三要素，那里有外星生命吗？

这项发现之所以引人关注，是因为LHS 1140b此前已经满足两个重要条件。它具有岩石行星的基本性质，同时位于母恒星的宜居带内，温度条件允许液态水在适当环境中存在。如今，大气层这块关键拼图也被补上了。

这是人类首次通过观测确认，一颗位于宜居带内的岩石系外行星拥有大气层。对于那里有没有外星生命的问题，无疑让人充满遐想。

它离恒星如此近，为何没有被烤成熔岩世界？

这个数字看起来很冷，但平衡温度没有把大气温室效应完整算进去。地球的平衡温度同样低于冰点，真实地表平均温度却高得多。

从寻找生命的角度看，LHS 1140b如今凑齐了三项基础条件。它拥有固态表面或岩石内核，接收到的恒星能量较为适中，同时保留了能够调节温度、阻挡部分高能辐射的大气层。

LHS 1140b本身不会发出足够明亮的光，现有望远镜也看不清它的地表。研究人员采用的办法，是等待它从母恒星前方经过。当行星凌星时，会遮挡一小部分星光。如果行星外面包着大气，仍有少量星光会穿过大气边缘。不同原子和分子会吸收特定波长的光，于是在光谱里留下近似指纹的痕迹。

安装在望远镜上的WINERED近红外高分辨率光谱仪，在1083.3纳米附近捕捉到亚稳态氦的吸收信号。这种氦原子的能量状态较为特殊，在系外行星上层大气受到恒星高能辐射照射时，容易留下明显的近红外光谱特征。

氦信号不仅出现在行星经过恒星前方的时段，在凌星开始前也出现了。研究人员认为，这可能意味着逃逸的氦气在行星轨道前方形成了一条稀薄气体尾巴。氦吸收造成的额外遮光深度约为1.24%，换算下来，能够吸收这种波长星光的气体范围，可延伸到行星半径的约1.52倍。

为了确认信号并非地球大气干扰、恒星自身活动或数据处理造成的假象，团队更换方法重新分析，并逐项检查了可能的误差来源。结果仍然指向同一个解释，氦气来自LHS 1140b的上层大气。

乍一听，发现气体逃逸似乎不是好消息。大气不断漏向太空，行星岂不是早晚会变成光秃秃的石球？

关键在于，科学家探测到的是正在逃逸的氦气。只有行星原本拥有大气，才可能出现这种持续的上层气体外流。红矮星年轻时通常非常活跃，会释放强烈的X射线和极紫外辐射。靠得太近的小型行星，很可能在几十亿年里被一点点剥掉大气。此前观测到的一些红矮星岩石行星几乎没有大气，原因可能就在这里。

LHS 1140b却保住了大气，它的母恒星年龄至少超过30亿年，目前转动缓慢，整体活动相对安静。研究估计，LHS 1140b上层大气的物质损失率约为每秒2亿至4亿克。这个数字看起来巨大，但与整颗行星的质量相比仍然很小，也低于在漫长时间内彻底吹走其初始大气所需的平均速率。

新研究还给出了一个值得注意的判断，LHS 1140b的上层大气可能富氦、贫氢，较重的碳、氮、氧等成分则更容易留在低层。氢最轻，早期最容易逃逸。随着时间推移，大气可能发生分层和成分演化。氦能够上升到高空，被望远镜看到，更重的气体则留在靠近行星表面的区域。

因此，不能把这项发现简单理解为整层大气主要由氦组成。望远镜这次看到的是高空逃逸层，真正决定地表温度和宜居性的低层大气，目前仍未被看清。那里可能含有氮气、二氧化碳、水蒸气或其他气体，也可能与地球大气差异很大。

同一系统中的LHS 1140c提供了一个鲜明对照，这颗较小的行星离恒星更近，受到的辐射更强，研究团队没有发现它的氦信号。两颗行星围绕同一颗恒星运行，一颗可能保住了大气，另一颗可能已经接近裸岩状态。这说明行星质量、轨道距离和恒星辐射环境，会共同决定大气最终能否留下。

LHS 1140b是一颗岩石行星，它的平均密度比一颗完全无大气的纯岩石行星略低。此前研究认为，它可能拥有岩石内核和大量水，水的质量占比或达到9%至19%。相比之下，地球海洋的总质量，只占地球质量的极小部分。这意味着，LHS 1140b有可能是一颗真正的富水世界。

这颗行星还很可能已经被潮汐锁定，始终以同一面朝向母恒星。向阳面长期处于白昼，背阳面长期处于黑夜，不会像地球一样每天日出日落。如果大气足够厚，能够把热量从向阳面输送到背阳面，行星气候就不会简单分成一边炙热、一边极寒。

气候模型显示，LHS 1140b的大部分表面或许覆盖着厚厚冰层，而在永远朝向恒星的区域，温度可能高到足以维持一片液态海洋。远远看去，它可能像一颗冰冻的眼睛，中间保留着圆形或椭圆形的开阔水面。

接下来，科学家最想知道的是LHS 1140b低层大气到底由什么组成。如果未来观测能确认氮气、二氧化碳和水蒸气，并进一步约束地表温度与气压，研究人员才能判断液态水是否能够长期存在。若再发现氧气、甲烷、一氧化二氮等成分异常共存，才有资格讨论潜在生物信号。

即便如此，单一气体也不能直接等同于生命。氧气可以由生命产生，也可能通过水分解等非生物过程积累。甲烷既可能来自微生物，也可能来自地质活动。真正有说服力的证据，需要多种气体、恒星辐射、行星气候和地质环境彼此吻合。

在此之前，人类知道银河系里有大量行星，也知道一些行星大小接近地球、温度看似合适，却无法确定它们是否拥有维持气候的空气。现在，LHS 1140b给出了第一个明确案例。宜居带里的岩石世界，确实有可能在红矮星辐射的长期冲刷下保住大气，那里也许有生命存在。

1 Collin Cherubim, Shreyas Vissapragada, Tim Cunningham, et al. Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone, Science, 2026, DOI: 10.1126/science.aea9708.