LHS1140b首次发现宜居带岩质行星大气证据

近日，一项发表于《科学》杂志的研究报告称，科学家首次在一颗位于宜居带的岩质系外行星——LHS 1140 b周围探测到了大气存在的证据。这一发现标志着人类在寻找潜在宜居行星的道路上迈出了关键一步。

LHS 1140 b是一颗围绕年龄较老的红矮星运行的超级地球，距离地球约49光年。该行星质量约为地球的5.6倍，半径约为地球的1.7倍，公转周期仅为24.7天。尽管其接收到的恒星辐射仅为地球的42%，但其位置恰好处于宿主恒星的宜居带内，理论上可能存在液态水。

为了寻找这颗行星的大气，研究团队使用了安装在智利拉斯坎帕纳斯天文台麦哲伦望远镜上的WINERED光谱仪。这种仪器对近红外波段中的氦吸收谱线非常灵敏。通过凌星法观测，当行星从宿主恒星前方经过时，研究人员在特定波长上检测到了恒星光亮度的微小下降，这表明行星大气中存在氦元素。

值得注意的是，这项观测结果并非一蹴而就。研究团队首先创建了一个计算机模型，模拟了系外行星大气随时间演化的机制，特别是氢和氦等轻元素的行为。根据模型预测，LHS 1140 b的高层大气应以氦为主。随后，他们在2024年和2025年分别进行了两次观测，虽然2024年的观测成功捕捉到了氦的信号，但2025年的重复观测却未能再次确认这一信号，暗示着行星大气可能处于动态变化之中。

结合早期观测数据和行星演化模型，研究团队推测LHS 1140 b可能拥有一个分层程度很高的大气层：高层大气以氦为主、氢含量较低，而水等较重的化学成分则主要存在于更低、更接近行星表面的区域。此外，他们还估计这颗行星的大气可能已经存在了30多亿年。

这一发现不仅证实了理论模型关于大气对行星宜居性重要性的预测，也为未来研究系外行星大气的演化机制提供了新的方向。然而，要完全确认LHS 1140 b的大气组成及其稳定性，还需要更多观测数据的支持。

这张艺术构想图展示了LHS 1140 b及其宿主恒星的景象。前景中的LHS 1140 b被一层富含氦的大气所环绕，背景中另一颗邻近的岩质行星正在同一颗低温红矮星周围运行。这一视觉呈现帮助我们更好地理解这颗遥远行星的独特特征。