首次在宜居带类地行星发现大气层

背景

天文学家首次在位于宜居带内的类地岩石行星上发现大气层。这颗名为 LHS 1140 b 的行星距离地球 48 光年，围绕一颗比太阳更小、更冷的红矮星运行。此前，人类已发现超过 6000 颗系外行星，但从未在宜居带内的岩石行星上确认大气层的存在。这一发现为寻找地外生命提供了迄今最强的证据，表明太阳系外可能存在与地球相似条件的行星。

核心内容

哈佛大学的 Collin Cherubim 博士领导的研究团队在《Science》期刊上报告称，他们利用观测数据检测到 LHS 1140 b 的大气层，其中目前唯一确认的气体是氦气。氦气本身无法支持生命，但研究团队指出，大气层中可能还含有其他气体，尤其是更靠近行星表面的低层区域。该行星位于其恒星的“Goldilocks zone”（适居带）内——距离恒星既不近到过热，也不远到过冷，理论上允许液态水存在。数百颗行星已被发现位于各自恒星的适居带内，但只有几十颗是像地球一样的小型岩石行星，而此前没有一颗被证实拥有大气层。

LHS 1140 b 并非唯一被关注的目标。K2-18b 是一颗亚海王星，可能拥有富含水分的内部，科学家曾观察到其二甲基硫醚（一种与地球海洋生命相关的气体）的迹象，但 NASA 2025 年主导的重新分析发现信号太弱无法确认，且该气体可在无生物过程下形成。TRAPPIST-1 系统的七颗岩石行星也令人关注：NASA 的 James Webb Space Telescope 已排除了 TRAPPIST-1d 拥有类地大气层的可能性，而 TRAPPIST-1e 的数据仍令人沮丧地无法得出结论。

关键要点

• 首次发现：LHS 1140 b 是首颗在宜居带内被确认拥有大气层的类地岩石行星。
• 大气成分：目前仅检测到上层大气中的氦气，但低层可能存在其他更有利于生命的气体。
• 行星参数：距离地球 48 光年，围绕一颗红矮星运行，位于适居带内。
• 研究意义：哈佛大学 David Charbonneau 博士强调，这项研究揭示了太阳系外宜居带岩石行星上的第一个大气层，直接回应了“我们是否孤独”这一重大科学问题。
• 其他候选行星：K2-18b 的二甲基硫醚信号未获确认；TRAPPIST-1d 的类地大气层被排除，TRAPPIST-1e 数据不明确。

意义与影响

这一发现是系外行星大气研究的重要里程碑。尽管氦气本身不支持生命，但确认一颗岩石行星拥有大气层，意味着其表面可能存在压力、温度和水循环的适宜条件，这是生命存在的基础。研究团队强调，他们尚未发现生命，但这一成果将“寻找太阳系外生命”这一终极目标向前推进了一大步。未来，更先进的望远镜（如 James Webb Space Telescope 的后续观测）有望进一步分析 LHS 1140 b 低层大气的化学成分，寻找类似氧气、甲烷等生物标志气体。这一发现也激励科学家继续探索其他适居带内的岩石行星，如 TRAPPIST-1 系统，尽管目前部分目标已被排除或结果不明确，但 LHS 1140 b 的成功证明，人类技术已能够探测到系外类地行星的大气层。