在遙遠(yuǎn)的宇宙深處,一項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)主導(dǎo)的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)帶來(lái)的重大天文發(fā)現(xiàn)震撼了科學(xué)界。2025年,這一團(tuán)隊(duì)在《自然·天文》雜志上發(fā)表了他們的研究成果,揭示了位于距離地球約1.6億天文單位之外的Kepler-725恒星系中的一顆神秘行星——Kepler-725c。
Kepler-725c,這顆行星的質(zhì)量約為地球的10倍,被發(fā)現(xiàn)位于其宿主恒星的宜居帶核心區(qū)域,公轉(zhuǎn)周期與地球相近,使其成為在類太陽(yáng)恒星宜居帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)的、最具類地生命潛力的天體之一。這一發(fā)現(xiàn)不僅拓寬了我們對(duì)宇宙中生命可能棲息地的認(rèn)知邊界,也標(biāo)志著凌星中間時(shí)刻變化(TTV)反演技術(shù)在類太陽(yáng)恒星系統(tǒng)中的首次成功應(yīng)用。
傳統(tǒng)的系外行星探測(cè)方法,如視向速度法和直接成像法,在觀測(cè)類太陽(yáng)恒星的宜居帶時(shí)面臨靈敏度不足的挑戰(zhàn)。然而,科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)達(dá)四年的精密觀測(cè)數(shù)據(jù),成功計(jì)算出了行星軌道周期的微小偏移,從而反推出了Kepler-725c的存在。這一技術(shù)突破為探測(cè)恒星宜居帶內(nèi)的“隱形行星”開(kāi)辟了新途徑,也為未來(lái)的天文觀測(cè)項(xiàng)目,如中國(guó)的載人航天工程巡天空間望遠(yuǎn)鏡(CSST)和地球2.0(ET)項(xiàng)目,提供了寶貴的技術(shù)支持。
Kepler-725c的宿主恒星是一顆G9V型主序星,表面溫度約為5300K,與太陽(yáng)具有相似的光譜特征,但其年齡僅為太陽(yáng)的三分之一,磁場(chǎng)活動(dòng)強(qiáng)度卻是太陽(yáng)的3-5倍。行星位于距離恒星約0.8個(gè)天文單位的軌道上,處于液態(tài)水能夠穩(wěn)定存在的“金發(fā)姑娘區(qū)”。其公轉(zhuǎn)周期為207.5天,與地球的365天同屬于宜居范疇,這種軌道特征為行星大氣層的保留和地表溫度的穩(wěn)定提供了有利條件。
從行星的物理參數(shù)來(lái)看,Kepler-725c的10倍地球質(zhì)量處于類地行星的質(zhì)量上限。根據(jù)行星形成理論,這種質(zhì)量的行星更可能形成以硅酸鹽巖石為主的地質(zhì)結(jié)構(gòu),并可能擁有一定厚度的大氣層。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)大氣逃逸率模型推算,認(rèn)為該行星可能擁有以氮?dú)夂投趸紴橹鞯拇紊髿猓@為碳基生命的化學(xué)演化提供了基礎(chǔ)條件。然而,年輕恒星的強(qiáng)烈耀斑活動(dòng)可能對(duì)行星大氣造成侵蝕,這需要通過(guò)后續(xù)的觀測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證。
此次發(fā)現(xiàn)對(duì)系外生命探測(cè)具有里程碑式的意義。在已確認(rèn)的5200余顆系外行星中,僅有極少數(shù)同時(shí)滿足類太陽(yáng)恒星、宜居帶、巖質(zhì)行星這三大條件。Kepler-725c的發(fā)現(xiàn)不僅將這類特殊天體的數(shù)量增加至48顆,更重要的是,它首次驗(yàn)證了TTV技術(shù)在類太陽(yáng)系探測(cè)中的有效性。隨著中國(guó)空間站巡天望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃在2026年投入運(yùn)行,并與地面三十米級(jí)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡協(xié)同觀測(cè),人類有望在未來(lái)十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)系外行星大氣生物標(biāo)志物的直接檢測(cè),進(jìn)一步推動(dòng)我們對(duì)宇宙生命的探索。