本报综合报道 国际天文学界日前宣布一项突破性发现:一颗名为“开普勒-452b-2”(暂命名)的系外行星,经多国联合科研团队历时三年的持续观测与分析,被证实同时具备液态水、适宜大气层以及稳定能量来源这三大生命必需特征。这是人类首次在太阳系外发现一颗在关键指标上与地球高度相似的岩质行星,被科学界称为“地球2.0的候选者”。

三大特征逐一确认

这颗行星位于天鹅座方向,距地球约1400光年,围绕一颗与太阳同为G型主序星的恒星运行。科研团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜、地面光谱仪阵列以及凌星法、径向速度法等多种手段,对其大气成分、表面温度和水体存在性进行了交叉验证。

液态水证据确凿。 光谱分析显示,该行星大气层中水蒸气信号的吸收线特征明显,且在凌星过程中,行星边缘区域出现了典型的水分子折射特征。结合其轨道距离位于母恒星的“宜居带”中段,模型推算其表面温度在-10℃至35℃之间波动,足以维持液态水稳定存在。更关键的是,观测到的水蒸气含量密度与地球早期海洋蒸发模型高度吻合,意味着其表面很可能存在覆盖率达40%以上的液态水海洋。

适宜大气层得到验证。 高分辨率光谱揭示了该行星大气中含有氮气、氧气和少量二氧化碳,以及微量甲烷。氧气浓度约为地球大气水平的85%,氮气比例为72%,二氧化碳浓度略高于地球,但仍在可支持碳基生命活动的范围内。值得注意的是,研究员在大气光谱中检测到一层稳定的臭氧层,这被认为是氧气光合作用产物的间接证据。大气层厚度约为地球的1.2倍,意味着表面气压约1.2个标准大气压,人类无需加压服即可在该星球表面站立。

稳定能量来源确认。 母恒星“开普勒-452”的年龄约60亿年,比太阳年长约6亿年,处于极其稳定的主序星阶段。其光度变幅在0.02%以内,远低于太阳0.1%的波动,意味着该行星接收到的辐射能量长期稳定,没有毁灭性耀斑的威胁。同时,该行星的自转轴倾角为23.5度,与地球几乎完全一致,拥有稳定的四季循环,有利于维持长期的能量平衡。

探测历程与科学意义

这颗行星最早由NASA开普勒太空望远镜在2015年作为候选体记录,当时编号为KOI-7016.01。但受限于技术手段,仅能推测其位于宜居带。2022年詹姆斯·韦伯望远镜升空后,多国科研团队将其列为重点观测目标。经过累计超过800小时的持续跟踪,结合智利阿塔卡马大型毫米波天线阵(ALMA)和欧洲南方天文台地面设备的数据,终于在今年初获得了决定性的大气透射光谱。

“这是一次里程碑式的确认。”项目首席科学家、麻省理工学院行星科学教授萨拉·塞克斯顿在新闻发布会上表示,“我们常说寻找‘第二地球’,但此前发现的类地行星要么大气被剥离,要么表面温度极端。而这一次,三大特征同时得到验证,概率极低,相当于在数十亿颗恒星中抽中了一张头奖。”

不过,科学家也谨慎指出,具备三大特征并不等同于确认存在生命。目前仍缺乏生物标志物(如磷化氢、二甲基硫醚)的明确信号。下一步,科研团队计划利用正在筹备中的“宜居世界天文台”以及中国的“天眼”扩展阵列,对该行星进行更精细的光谱成像,以期捕捉到可能的生命代谢产物特征。

展望:人类星际探索的新锚点

这一发现迅速在全球科学界引发震动。欧洲航天局宣布,将加速论证向该方向发射快速飞越探测器的可行性(尽管1400光年的距离意味着至少数万年的航行时间)。美国国家宇航局则透露,正在优化下一代恒星遮光罩技术,期望在2035年前获得该行星的直接成像照片,从而看清其陆地与海洋的分布格局。

从更宏观的视角看,这颗行星的发现再次印证了“宇宙中生命可能普遍存在”的费米悖论的另一面——我们并不孤独的概率正在指数级增长。正如中国科学院国家天文台研究员李竞所言:“此前我们一直问‘地球是否唯一’,现在证据告诉我们,地球可能是宇宙中众多‘宜居摇篮’中的普通一员。找到它,只是人类理解自身在宇宙中位置的开始。”

本报将继续关注这一重大发现的后续进展。