距离我们只有49光年的一颗岩质行星上,天文学家首次探测到了大气层存在的确凿信号。
这比在宜居带里发现一颗超级地球还要让人惊喜。
相关研究已经在2026年7月发表于《科学》期刊上,这颗行星在金鱼座方向,距离我们约49光年。它的主恒星叫格利泽3053(Gliese 3053),是一颗红矮星,质量只有太阳的0.18倍,半径约为太阳的0.21倍,个头非常小。
虽然小,但它和太阳一样,目前处于主序星阶段——所谓主序星,就是内核以氢核聚变为主要产能方式的恒星。格利泽3053周围目前确认有两颗行星,分别是行星b和行星c,都比地球大。
今天的主角是行星b。它是天文学家在2017年用凌日观测法发现的。
凌日法说白了就是:行星绕到恒星前面时,会把恒星的亮度稍微挡暗一点,光度曲线上就出现规律性的凹陷。我们正是靠这个现象发现了它。
也正因为这样,目前并没有它的直接成像图片,大家在网上看到的所谓"照片"都是模拟图,这一点得先说清楚。顺便提一句,其实这些年发现的系外行星已经不少了,加起来有六千多颗,银河系里的行星数量估计比恒星还多。
凌日法和视向速度法就是最主要的两种探测手段,开普勒望远镜当年主要就是靠凌日法一口气找到了几千颗。
科学家不只有它的凌日数据,还有主恒星的径向速度(也叫视向速度)测量数据。
这个数据是干嘛的呢?行星的引力会让恒星轻微晃动,通过恒星光谱的多普勒效应就能测出来。有了这两套数据,就能把行星的体积和质量都精确算出来。
这两个数据一凑齐,我们就能判断这颗行星到底是什么类型——岩质行星、海洋行星,还是气态行星。这对于寻找宜居行星来说太关键了。
凌日观测定体积,径向速度观测定质量,两条腿走路。最后算出来的结果是:行星b的半径约为地球的1.7倍,质量约为地球的5.6倍。
根据系外行星的质量—半径关系图,它很可能是一颗纯岩质行星,当然也存在是"迷你海王星"的可能。迷你海王星那种情况就不讨论了,如果是岩质行星,它就有资格进入"宜居候选"的名单。
但一颗行星要宜居,光有岩石地表、光照合适还不够,必须得有大气层。大气层既能锁住温度、留住液态水,又能挡住宇宙射线,是生命诞生的必要前提。
麻烦的是,在岩质行星上,大气层格外难找,尤其是围绕红矮星转的行星更是这样。从人类发现第一颗系外行星开始,到如今已经确认了六千多颗,我们始终没能在任何一颗位于宜居带里的岩质行星上观测到大气层的确凿信号——直到这一次。
探测系外行星大气用的是透射光谱法。凌日的时候,恒星的光会穿过行星的大气层,大气中的元素会吸收对应波长的光,光谱上就留下元素吸收线。
这就是行星高层大气中存在氦气层的直接证据。
不过这里有个略微遗憾的地方,凌日开始之前和结束之后,氦元素的吸收信号依然存在,虽然很微弱,但确实还在。
这个现象有点像彗星——有彗核、有彗发、还有彗尾。研究人员由此判断,这颗行星的氦气正在被恒星辐射蒸发逃逸。
它有大气层,但大气层正在往外漏。根据信号强度,氦气层流失的速度大约是每秒200吨。
看起来,红矮星附近想稳稳留住一层大气,真的是件很不容易的事。行星b的年龄大约是31亿年,所以它的高层大气已经进入了逃逸的最后阶段。
事实上,之前在微波波段的观测,包括这次麦哲伦望远镜的观测,都没发现氢元素的特征信号——氢气层应该早就跑光了。
但即便如此,我们还能观测到氦气层依然存在,这就意味着:在氦气层更往下、那些分子量更大的成分,比如二氧化碳、氧气、氮气、水蒸气,很可能还都在。这就很让人兴奋了。
在一颗宜居带内的岩质行星上,我们第一次清清楚楚看到了大气层的信号,哪怕只是高层大气,也已经足够震撼。或许不久的将来,我们真能在那里看到碧水蓝天。
这几年动不动就有"第二地球"的新闻蹦出来,很多人一听就激动,说人类以后有新家了,可以移民外星了。
先别急,冷静看看这颗星球到底啥情况。
首先,5.6倍地球质量意味着表面重力也大得多。人真上去了,体重直接翻好几倍,骨头、心脏都得重新适应,长期居住很成问题。
其次是潮汐锁定。围绕红矮星、又离得这么近的行星,很容易被锁定成永远一面朝着恒星、一面永夜。
只有晨昏线附近温度可能合适,但两边极端气候相接,风暴会大得吓人。再加上红矮星特别爱发脾气,超级耀斑动不动就来一发,辐射对生命非常不友好。
这次麦哲伦望远镜看到的氦气正被以每秒200吨蒸发的现象,其实就是最直观的证据。
最后是距离,49光年,宇宙尺度上确实算近邻,但按人类现在的技术根本到不了。最快的探测器飞过去也要几万年。
就算以后可控核聚变飞船搞出来,飞到光速的百分之几,也得上千年,一代人根本到不了,得在飞船上繁衍好几代,伦理和社会问题一大堆。所谓移民,现阶段完全是科幻。
那我们费这劲找它干嘛?既然去不了,为啥还要花这么大力气找?答案其实不是"跑路",而是好奇心。
人类天生想知道自己在宇宙里是不是孤独的。找到宜居行星,就能研究上面有没有生命,生命到底是普遍现象还是地球特例。
这个问题的答案会彻底改变人类对自身的认知。这也是费米悖论的另一种回答方式:宇宙这么大,恒星行星这么多,按理说应该有很多文明,可我们一个都没发现,外星人都去哪了?
找系外行星、找大气层、找生命信号,其实都是在一点点回答这个终极问题。再者是理解行星本身。地球为什么能孕育生命?是必然还是巧合?多找几颗类似的行星做对比,就能反过来更清楚地看懂我们自己的家园到底有多特殊。
很多时候,人只有站到外面,才看得清自己。至于"给人类留后路"这种说法,其实挺不靠谱。有那个钱和技术改造外星,还不如把地球治理好。
地球再怎么折腾,也比任何外星宜居一万倍——这是几十亿年演化出来的完美环境。指望跑路,不如指望自救。
其实这些年被称为"第二地球"的候选者不少,开普勒22b、比邻星b、TRAPPIST-1系统的七颗行星,都曾经戴过这顶帽子。
但深入研究后,各有各的毛病,不是辐射太强,就是没大气。40光年外的TRAPPIST-1系统当年最轰动,一颗红矮星带七颗岩石行星,三颗在宜居带,结果后来发现红矮星耀斑太凶残,希望不大。
还有个冷门却有意思的候选是金星,地表虽然是地狱,但50公里高空的云层温度压力跟地球差不多,甚至有人提议在金星云层里建漂浮城市。
前些年在金星云层里检测到了磷化氢——地球上这种气体主要由无氧厌氧微生物产生,一度引发了持续多年的地外生命争议。而这次的格利泽3053b,是目前唯一一颗在宜居带、岩质、且真正被观测到大气层信号的系外行星。
它不完美,但它是我们目前手上条件最好的一颗。
宇宙那么大,人类那么小,但探索的脚步不会停。
地球还是我们唯一的家园,好好守着它,比找多少颗"第二地球"都重要。
而抬头看星星这件事,本身就是人类最浪漫也最认真的一种进步方式。
参考资料:
《科学》期刊 2026年7月16日刊载相关研究论文
《48光年外岩石行星LHS 1140b集齐宜居三大条件,2026〈科学〉重磅成果》