中國科學家發現“超級地球”,邁出尋找“第二個地球”的關鍵一步

中国科学家发现“超级地球”,迈出寻找“第二个地球”的关键一步

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中国科研团队首次通过创新技术在类太阳恒星宜居带发现“超级地球”Kepler-725c,推动了寻找类地生命栖息地的前沿探索。

人类一直在追问一个古老而深刻的问题:宇宙中是否还存在另一颗像地球一样适合生命生存的行星?在这个问题的驱动下,系外行星的探索已成为21世纪最前沿、最重要的科研领域之一。在众多研究目标中,寻找类地生命的潜在栖息地是终极使命,而发现处于类太阳恒星“宜居带”内的类地行星,则被视为实现这一目标的关键一步。

近日,中国的科研团队在这一领域取得了一项重要突破。由中国科学院云南天文台牵头的国际研究团队,在一颗与太阳类似的恒星周围,发现了一颗位于宜居带中的“超级地球”:Kepler-725c,其质量约为地球的10倍。

他们这一发现不仅令人振奋,更具有开创性意义。相关成果已在国际权威期刊“自然·天文”/Nature Astronomy发表,标志着天文学家在探索“另一个地球”的道路上迈出关键一步。

中国实现突破性发现:“超级地球”Kepler-725

这颗新发现的“超级地球”绕行的恒星名为“Kepler-725”,是一颗G9V型恒星,属于类太阳恒星的一种。虽然这颗恒星和太阳一样属于黄矮星类别,但它比太阳年轻得多,只有约16亿年“高龄”。它的表面磁场活动也更加剧烈,展现出更为活跃的“青春期”特征。

Kepler-725c就运行在这颗恒星的“宜居带”中。所谓“宜居带”,指的是恒星周围温度适中、水有可能以液态存在的区域,是生命潜在存在的有利环境。简而言之,也就是液态水有可能存在的区域,这一条件被认为是生命诞生的基础之一。

此外,这颗行星绕恒星公转一圈约需207.5天,周期与地球接近,进一步提升了其作为潜在生命栖息地的可能性。

有趣的是,Kepler-725c最初并没有直接被开普勒太空望远镜发现,它“藏”得很深。科学家们是通过观察同一恒星系统中另一颗已知行星的轨道运行情况,间接推断出这颗隐藏行星的存在。当那颗行星穿过恒星表面前方(即发生“凌星”现象)时,其轨道时间出现了微小但有规律的偏差,这正是邻近另一颗行星引力影响的结果。

这项成果不仅为天文学界带来新的研究样本,也代表中国科研团队在寻找“地球2.0”的征途上取得了关键性进展。尤其值得一提的是,这是全球首次通过TTV技术在类太阳恒星的宜居带中发现行星,具有划时代的意义。

TTV技术助力探测,向“第二个地球”迈出关键一步

过去,科学家寻找系外行星主要依赖两种方法:凌星法和视向速度法。前者通过观测行星从恒星前方经过时造成的微弱光度下降来发现行星;后者则检测恒星是否因为行星的引力作用而在我们视线方向发生轻微摆动。这两种方法虽然成功发现了大量行星,但在寻找位于类太阳恒星“宜居带”,即液态水可能存在区域内的低质量行星时,面临较大挑战。目前,人类在宜居带内探测到的多数“类地行星”主要集中在红矮星系统中。

如今,一项由中国科学院云南天文台牵头,联合德国汉堡天文台、西交利物浦大学及中科院南京天文光学技术研究所的国际研究团队,带来了突破性进展。

研究团队釆用的关键技术是“凌星中间时刻变化”/Transit Timing Variation,简称TTV的反演方法。这种方法的独特之处在于,它不需要直接观测目标行星掠过恒星造成的亮度变化,也不依赖恒星在视线方向的微弱摆动(传统的径向速度法)。只要有另一颗与目标行星存在轨道共振的伴星,科学家就可以通过其凌星时间的微小变动,反推出隐藏行星的存在。

研究团队成员王晓彬解释说,科学家只需监测系统中另一颗与目标行星存在轨道共振的行星,其凌星时间的细微变化就能“暴露”隐藏行星的存在。 TTV技术尤其适合发现轨道周期较长、质量较小、位于宜居带的系外行星,能有效弥补传统方法在这一领域的盲区。

此次发现不仅是对中国科研团队技术能力的重要验证,也为未来天文任务提供了新的方向。据悉,这项研究建立的新探测通道将为中国多个空间天文项目,如巡天空间望远镜/CSST与“地球2.0”计划/ET提供观测目标和技术支持。

与此同时,云南天文台团队还计划将TTV方法进一步推广至更多行星系统,特别是围绕类太阳恒星和红矮星的宜居带区域,继续寻找可能“藏匿”的类地行星。

“未来,我们也将结合红外、光谱等其他观测手段,进一步评估这些宜居带行星是否具备生命存在的条件,”王晓彬补充道,“同时,我们将积极参与欧洲的PLATO和ARIEL空间任务,与全球科研团队携手,共同推动对系外生命的探索。”

他们还将继续把TTV技术应用到更多系外行星系统的观测中,特别是那些围绕类太阳恒星或红矮星运行的宜居带系统,以期在茫茫宇宙中进一步发现隐藏的“第二个地球”。

专家们认为,随着探测的行星离宿主恒星距离更远、质量更低,这一发现所建立的新通道是一个重大进步,为探测系外宜居行星提供了互补的路径。此次发现,让人们离找到类似地球的“蓝色星球”更近了一步,有望解开人类“孤独”与否的千古谜题。

在浩瀚无垠的宇宙面前,每一次技术突破都如同点亮一盏微弱却坚定的灯,照亮人类探索的路径。 Kepler-725c的发现不仅是一项科学成果的展示,更是人类文明向宇宙深处迈进的一次精神宣言。它提醒我们,对未知世界的好奇与追寻,正是推动科技进步与自我认知不断拓展的根本动力。当我们仰望星空时,那些曾经只属于幻想的星球,正在逐步被严谨的科学验证和不懈的努力所揭示。也许在不久的将来,地球将不再是生命的唯一舞台,而是无数故事的起点。

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