美国天文学家团队在学术期刊《Science》上报告,在系外行星LHS 1140-b的大气里测到氦信号。这颗行星距地球约48光年,质量约为地球的5.6倍,围绕一颗红矮星运行,轨道位于宜居带内。论文称,这是宜居带岩石行星第一次留下大气存在的直接观测痕迹,不再只靠白天黑夜的温差去猜。
但这个信号只出现过一次。团队2024年用智利麦哲伦天文台的WINERED光谱仪测到强氦信号,2025年用同一台仪器再看这颗行星,却没能再次测到。这次"突破"真正的含义,是宜居带岩石行星的大气终于进入可观测范围,不是这颗行星已经被证实宜居,更不是发现了生命。
氦信号只出现一年:这算不算测到了大气
论文第一作者Collin Cherubim现在芝加哥大学做NASA哈勃学者。他此前提出一个模型:岩石行星在氢逃逸的过程中,如果逃逸速率卡在某个区间,比氢重的氦会留在大气里堆积下来,形成一种此前没被验证过的"氦主导"大气。LHS 1140系统被认为是检验这个假说的最佳样本。
团队盯着这颗行星看了两年,结果并不稳定。
| 观测年份 | 结果 | 团队解释 |
|---|---|---|
| 2024年 | WINERED测到强氦信号 | 作为大气存在的直接证据 |
| 2025年 | 同一台仪器未再次测到 | 推测逃逸速率随时间波动,大气未必已经消失 |
论文没有公布这次信号的显著性数值或误差范围,也没有说明怎么排除恒星活动或仪器噪声的干扰。"逃逸速率随时间波动"只是团队给出的一种解释,这个解释本身还没有被验证。
同一系统里的另一颗行星LHS 1140-c没有测到任何大气信号,这和此前对它轨道位置的预期一致。团队认为这至少说明信号不完全是仪器噪声,但没有给出统计意义上的证明。
比气态巨行星难在哪:宜居带岩石行星的探测门槛
过去大气探测能拿得出手的成绩,大多集中在两类目标:体型巨大、离恒星近的气态巨行星,以及宜居带之外的岩石行星。这两类星球信号本身够强,或者本就不适合生命,探测起来相对"划算",但对生命搜寻的意义有限。
宜居带岩石行星卡在最难的位置。个头相对恒星太小,过去只能靠白天黑夜的温差去猜有没有大气,说不清这温差到底是大气造成的,还是行星本身别的原因。Cherubim团队用氦逃逸留下的光谱信号,给出了一次直接证据,这也是这项研究被称为"突破"的原因——观测能力够到了这类最难、也最关键的目标,哪怕只够到了一次。
液态水和生命信号,眼下都还看不到
团队推测,如果大气真的存在了数十亿年,行星表面可能积累了大量液态水。这是基于模型的推测,不是望远镜直接看到的东西。氦本身也不是生物标志物,它只是氢逃逸留下的化学痕迹,跟"有没有生物"没有必然关系。
哈勃和詹姆斯·韦布两台太空望远镜已经在这颗行星的大气里找过生物标志物,目前没有找到明确信号。红矮星的辐射比太阳更强,长期侵蚀大气,这可能是2025年信号消失的原因之一,但团队自己也没把话说死。
看见了大气,不等于看见了生命。
对关注系外行星和生命搜寻进展的读者,这条新闻值得跟,但跟的重点不是"类地生命信号出现了",是氦信号能不能在下一轮观测里再次出现。
对天文科普和科研从业者,转述这项研究时得把"氦信号"和"生物标志物"分开讲。一次没有复现的探测,还撑不起"确认大气"这个结论。下一步该盯的,是WINERED或韦布望远镜能不能拿到第二次、第三次重复数据,团队会不会公开信号显著性的具体数值。
