25光年外有一颗行星,2024年被发现时,天文学家测出它的质量大约是地球的5倍。这个数字不太妙,5倍意味着它很可能裹着一层厚重的大气,地表压力足以把任何生命碾成齑粉。一颗被自己大气压死的星球,没什么好研究的。
但最新的测量把这个数字砍掉了一半多:2.3倍地球质量。
这颗行星叫GJ 3378b,绕着一颗红矮星运转,位于鹿豹座方向。25光年的距离放在宇宙尺度上,基本相当于隔壁邻居。更关键的是,它恰好落在宿主恒星的宜居带里,也就是温度刚好允许液态水存在的轨道区间。水是地球上所有已知生命的共同需求,找到水,就找到了生命最基本的前提条件。美国加州大学尔湾分校的天文学家Paul Robertson领导了这项研究,最近发表在《天体物理学杂志》上。他把搜寻策略概括成三个字:跟着水走。
质量从5倍降到2.3倍,听起来只是数字修正,实际上意义完全不同。2.3倍地球质量的行星大概率是岩石构成的,表面是固体地壳,而不是被氢和氦裹成一个迷你版海王星。天文学家把这类行星叫做超级地球,比地球大,但没大到能抓住一层让一切窒息的浓密气体。5倍质量的时候,GJ 3378b在超级地球和迷你海王星之间模棱两可;2.3倍质量,天平明确倒向了岩石行星那一边。
测量修正的原因在于工具。研究团队使用的是麦克唐纳天文台的霍比-埃伯利望远镜上一台叫做宜居带行星搜寻仪的设备。红矮星太暗了,比太阳小得多也冷得多,发出的光大部分集中在红外波段,普通光学望远镜很难捕捉到足够的信号。宜居带行星搜寻仪专门针对红外光优化,装在一台10米口径的望远镜上,能从这些昏暗的恒星身上榨出足够的光子。行星本身看不见,但它绕恒星转的时候,引力会拽着恒星轻微晃动。测量这种晃动的幅度和周期,就能反推出行星的质量和轨道。
除了质量,团队还修正了GJ 3378b的公转周期,从25天缩短到21天。21天绕恒星一圈,对比地球的365天,短得离谱。但红矮星本身只有太阳的大约三分之一大,行星必须贴得很近才能接收到足够的热量,落入宜居带。GJ 3378b接收到的星光总量跟地球接收的阳光差不多。
不过,贴得近也有代价。红矮星虽然温度低,但脾气不小,经常爆发强烈的恒星耀斑,喷出高能辐射。距离这么近的行星首当其冲,大气层有可能被辐射一点点剥离蒸发掉。GJ 3378b到底有没有大气,现在还不知道,需要更多观测。
这正是下一步要做的事。银河系里大约70%的恒星都是红矮星,它们是最普遍的恒星类型。如果红矮星周围的行星能孕育生命,那宇宙中生命存在的概率就会大幅提升。自2018年投入使用以来,宜居带行星搜寻仪一直在系统性地搜索附近红矮星周围的行星,编制出一份候选名单。GJ 3378b是这份名单上的最新成员。
名单编好了,接下来要等更大的望远镜。巨型麦哲伦望远镜的主镜口径24米,极大望远镜更大,再加上专门为搜寻地外生命设计的宜居世界天文台,这些设备将在未来几年陆续启用。它们的集光能力足以直接观测这些行星的大气成分,寻找氧气、甲烷之类的生物标志物,这些化学信号在地球上与生命活动密切关联,一旦在其他行星大气中被发现,就可能是生命存在的线索。
25光年外,一颗岩石行星安静地绕着一颗暗红色的小恒星转圈,每21天一圈,表面可能有液态水。它是不是真的宜居,目前没人能下定论。但至少,它刚刚通过了筛选的第一关。
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图一:系外行星 GJ 3378b 的艺术想像图,图源:Nikolai Berman/UC Irvine图二:正在安装中的宜居带行星搜寻仪,图源:Guðmundur Stefánsson/Penn State
信源:Howard, Emily. "Nearby 'Super Earth' may be a better candidate for life than previously thought." Phys.org, edited by Gaby Clark, 30 June 2026

