人類是否是宇宙中唯一的智慧生命？有沒有另一顆像地球一樣適合生命存在的行星？這都是人們長久以來特別關(guān)心的宇宙謎題。

近日，由中國科學(xué)院云南天文臺（以下簡稱云南天文臺）牽頭的國際研究團(tuán)隊，在一顆類太陽恒星周圍發(fā)現(xiàn)了一顆位于宜居帶的行星——“超級地球”Kepler-725c。它的質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的10倍。6月3日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然-天文學(xué)》，得到多位審稿專家的高度評價。

恒星Kepler-725（中）、行星Kepler-725b（左）和利用TTV反演技術(shù)發(fā)現(xiàn)的“隱藏”在類太陽恒星宜居帶內(nèi)的行星Kepler-725c。 云南天文臺供圖

新的宜居“超級地球”

據(jù)論文作者之一、云南天文臺研究員顧盛宏介紹，這顆行星圍繞一顆名為Kepler-725的G9V型宿主恒星運行。該宿主恒星的光譜型與太陽相似，但比已經(jīng)46億年的太陽年輕，年齡僅為16億年，表面的磁場活動比太陽活動更為劇烈。

這顆行星位于Kepler-725的宜居帶，即一個適合液態(tài)水存在的區(qū)域。液態(tài)水存在被認(rèn)為是類地生命誕生的關(guān)鍵條件。這一行星繞宿主恒星運行一圈大約需要207.5天，與地球公轉(zhuǎn)周期相近。

“‘超級地球’在一個像太陽一樣的恒星附近的宜居帶里，也就是說它有可能存在類似于地球上的碳基生命。”顧盛宏介紹，“它離我們有將近1.6億個地球到太陽之間的距離這么遠(yuǎn)。”

新方法推演“隱藏”行星

一直以來，這顆行星沒有被開普勒太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到，似乎躲在了盲區(qū)中。而在此次研究中，科研人員首次利用凌星中間時刻變化（TTV）反演技術(shù)，通過觀察Kepler-725行星系統(tǒng)中另一顆行星穿過宿主恒星表面的時刻與公轉(zhuǎn)軌道周期的微小偏離，成功推斷出它的存在。

論文第一作者、云南天文臺青年副研究員孫磊磊介紹，TTV反演技術(shù)類似于通過觀察時鐘走得快慢，來判斷是否有只“看不見的手”在悄悄撥動時鐘指針。

過去，科學(xué)家主要使用兩種方法尋找低質(zhì)量系外行星。一種是凌星法，即通過觀察行星遮擋宿主恒星發(fā)出的光來發(fā)現(xiàn)行星；另一種是視向速度法，即通過檢測宿主恒星在視線方向是否被行星拖拽得輕微擺動來發(fā)現(xiàn)行星。但是，對于像地球這樣體積小、軌道遠(yuǎn)離宿主恒星的行星，由于觀測精度不夠，這兩種方法都很難奏效。

此次，研究團(tuán)隊使用的TTV反演技術(shù)，不需要看見待發(fā)現(xiàn)行星遮擋宿主恒星的過程，也不需要檢測宿主恒星在視線方向發(fā)生輕微擺動，只需測量與待發(fā)現(xiàn)行星軌道共振的另一顆行星的凌星時間，就能間接感知待發(fā)現(xiàn)行星的存在。

“這是一個非常重要的結(jié)果，因為這是第一次通過TTV反演技術(shù)發(fā)現(xiàn)類太陽恒星宜居帶中的行星。”審稿人評價道。

期刊編輯認(rèn)為，這項研究提出了一個在類太陽恒星宜居帶探測包括類地行星等在內(nèi)的低質(zhì)量系外行星的互補途徑。

接下來還要探索什么？

這項發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著中國科研團(tuán)隊在尋找第二個地球的征途上邁出了關(guān)鍵一步。

顧盛宏表示，此次建立的新途徑和相關(guān)研究結(jié)果將為中國未來的空間天文任務(wù)提供新的觀測目標(biāo)和探測技術(shù)支持，如中國載人航天工程巡天空間望遠(yuǎn)鏡、地球2.0項目等。

“相關(guān)研究團(tuán)組計劃將TTV反演技術(shù)應(yīng)用于更多的系外行星系統(tǒng)，從而尋找‘隱藏’在類太陽恒星和紅矮星宜居帶中的系外行星。”顧盛宏說，“同時，我們還將結(jié)合其他觀測手段，如系外行星透射光譜、發(fā)射光譜和直接成像技術(shù)等，進(jìn)一步研究這些宜居帶行星是否真的具備類地生命存在的條件。”

顧盛宏透露，在國際合作方面，未來他們將積極參與歐洲的行星凌星與恒星振動探測計劃（PLATO）和ARIEL望遠(yuǎn)鏡項目的數(shù)據(jù)分析工作，與全球科學(xué)家共同推動對類地系外生命的探索。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02565-z

（原標(biāo)題為《質(zhì)量約地球10倍！一顆“超級地球”找到了》）