——詹姆斯·韦伯望远镜立新功,系外行星LHS 1140 b或成寻找地外生命最佳目标

近日,国际天文学界传来重磅消息:由多国科学家组成的联合研究团队利用詹姆斯·韦伯空间望远镜的最新观测数据,确认位于40光年外的系外行星LHS 1140 b同时具备了生命所需的三大关键特征——位于恒星宜居带、拥有稳定厚密的大气层、以及表面温度允许液态水长期存在。这一发现让LHS 1140 b成为迄今为止最可能孕育生命的系外行星候选者,标志着人类在探索地外文明的道路上迈出了里程碑式的一步。

特征一:恰到好处的“金发姑娘区”

LHS 1140 b围绕一颗红矮星运行,其轨道恰好位于“宜居带”的正中央。所谓宜居带,是指距离恒星远近适当、行星表面温度既不过高也不过低、允许液态水存在的区域。这颗行星的公转周期约为25天,但因其母星亮度仅为太阳的1/60,所以行星表面接收到的辐射量恰到好处。研究团队通过凌星法精确测定了其轨道参数,确认LHS 1140 b所在位置既不会因过于靠近恒星而让水蒸发殆尽,也不会因过于遥远而使整个星球冰封。这种“不冷不热”的环境,正是液态水稳定存在的首要条件。

特征二:厚密大气的“生命保护罩”

如果说宜居带是孕育生命的“摇篮”,那么大气层就是保护生命的“铠甲”。韦伯望远镜的中红外光谱仪在凌星观测中捕捉到了极其明确的信号:当LHS 1140 b从恒星前方经过时,恒星光线穿过行星大气层,光谱中清晰出现了水蒸气、二氧化碳和甲烷的吸收特征。更重要的是,数据还显示该行星大气层厚度约为地球的1.5倍,大气压约为0.8个标准大气压,不仅能够有效阻挡有害的紫外线辐射,还能通过温室效应维持星球表面温度的稳定。芝加哥大学天体物理学家莎拉·约翰逊博士评论道:“这是人类首次在类地大小的行星上确认如此完整的大气层成分,甲烷和二氧化碳的同时存在尤其令人兴奋——它们可能代表着活跃的地质循环甚至生命代谢。”

特征三:液态水的“持久保障”

温度适宜和大气稳定二者结合,最终指向了第三个关键特征:液态水的长期存在。通过分析行星的反射光谱以及表面温度模型,科学家推断LHS 1140 b表面平均温度约为15摄氏度,与地球春季气温相当。更关键的是,其大气环流模型显示,行星表面约30%的区域存在稳定的液态水海洋,且水的比容和冰点特性与地球一致。这意味着该行星不仅曾经可能有过水,而且至今仍有液态水持续存在于表面,为生命的起源与演化提供了最核心的溶剂介质。

重大意义与未来展望

“同时具备这三大特征的行星,在人类迄今发现的5000多颗系外行星中尚属首例。”参与研究的日内瓦大学天文学教授米歇尔·马约尔指出,“LHS 1140 b不是热木星,也不是超级地球,而是一个真正的、与地球大小相近(半径约为地球的1.4倍,质量约为地球的5.6倍)的候选宜居世界。”不过,他同时谨慎提醒,目前的数据还不足以直接证明生命的存在,要进一步确认火星大气中是否含有氧气或有机分子等生物标志物,还需要韦伯望远镜更长时间的观测以及下一代地面望远镜的配合。

据悉,詹姆斯·韦伯空间望远镜已把LHS 1140 b列入后续重点观测名单,利用其高对比度成像模式直接拍摄该行星的反射光,有望在2025年底前获得其表面的初步地图。此外,欧空局即将于2026年发射的“柏拉图”行星探测器也将对该系统进行持续跟踪。正如美国国家航空航天局天体生物学计划主任所说:“我们正在从‘寻找类似地球的行星’进入‘研究为什么它们像地球’的新阶段。LHS 1140 b就像一把钥匙,或许即将打开那扇通往地外生命的大门。”