發現開普勒-725c這顆“超級地球”，標誌着科學家在找尋技術上又邁出關鍵一步

　　“這類似於通過觀察時鐘走得快慢，來判斷是否有只‘看不見的手’在撥動指針。”

　　文 |《瞭望》新聞周刊記者 王賢思

　　浩瀚宇宙，是否只有地球存在生命？

　　當地球不再宜居，是否有其他星球可作人類的棲息地？

　　尋找地球“表親”，人類步履不停。

　　近期，由中國科學院雲南天文&科學家領銜的國際聯合研究團隊，在類太陽恒星開普勒-725宜居帶發現了一顆質量為地球10倍、可能孕育生命的“超級地球”開普勒-725c。這一發現為地球人尋親的漫長旅程又添一筆。

　　這是科研人員首次利用凌星中間時刻變化（Transit Timing Variation）反演技術（以下簡稱“TTV反演技術”），通過分析行星引力干擾引發的微小凌星時刻變化，成功推斷併發現隱藏的“超級地球”。這為未來找到地球的更多宇宙“親戚”提供了一種新途徑。

　　茫茫星海覓“親緣”

　　人類尋找係外宜居行星的歷史，堪稱一部“宇宙家譜”的編纂史。

　　作為天文學的基礎研究前沿之一，探索係外宜居行星，關乎“地球是不是唯一一顆有生命的星球”以及“行星如何成為生命搖籃”等人類關心的重大問題。

　　1995年，瑞士天文學家在太陽系外發現一顆圍繞類太陽恒星運行的類木行星飛馬座51b，開啟了類太陽恒星周圍係外行星探索新時代。

　　30年來，全球科研人員採用多種方法從多維度探測尋找地球“表親”。截至2025年6月，人類已確認發現5979顆係外行星，分佈在4483個行星系統中，包括氣態巨行星、氣態類海王星、亞海王星、“超級地球”和類地行星等。但適合類地生命生存的行星，少之又少。

　　中國科學院雲南天文&&究員王曉彬介紹，在浩瀚宇宙中尋找地球“表親”，就像在茫茫人海中尋找失散多年的家人。宿主恒星的光譜型、行星的類型、行星是否位於宜居帶等關鍵信息，共同指向行星與地球的“親緣”關係以及孕育生命的可能性。

　　發現開普勒-725c這顆“超級地球”，標誌着科學家在找尋技術上又邁出關鍵一步。

　　開普勒-725c的宿主恒星開普勒-725，是一顆距離太陽系約2472光年的類太陽恒星，年齡大約16億歲，與太陽光譜型相似。中國科學院雲南天文&副研究員孫磊磊説，“它比太陽‘年輕’許多，表面的磁場活動更為劇烈，可能帶來頻繁的太陽耀斑等現象。最終能探測到活躍的開普勒-725周圍宜居帶的‘超級地球’，殊為不易。”

　　開普勒-725c的質量約為地球的10倍，繞開普勒-725運行一圈大約需要207.5天，與地球一年的公轉周期相差不大。

　　更為重要的是，開普勒-725c恰位於開普勒-725的宜居帶內。在一個行星系統內，溫度適宜，可使水以液態形式存在於行星表面的範圍被稱作宜居帶。“液態水是誕生地球碳基生命的關鍵。”孫磊磊補充説，開普勒-725c是否真正具備類地生命存在的條件，還有賴對其宜居性進一步探究。

　　用“心跳”捕捉隱藏行星

　　天文學家普遍認為，本次“超級地球”的發現與研究，建立了一個發現類太陽恒星宜居帶內低質量係外行星的新途徑，即TTV反演技術。

　　“找到一種新途徑，提供一種新工具，比發現‘超級地球’更令人振奮。”中國科學院雲南天文&&究員顧盛宏説。

　　此前，天文學家主要依賴兩種方法發現較低質量的係外行星。一種是視向速度法，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現行星。另一種是凌星法，通過測量行星遮擋宿主恒星發出的光來發現行星。由於宇宙遼闊、觀測精度不夠，對於像地球這樣體積小、軌道遠離宿主恒星的行星而言，這兩種方法都很難奏效。

　　行星自身在可見光波段並不發光，主要靠反射宿主恒星的光，加之開普勒-725c距離我們約有2500光年，相比宿主恒星開普勒-725，開普勒-725c十分暗淡，難以被太空望遠鏡捕捉。孫磊磊介紹，直到科學家們利用TTV反演技術“揪”出它的蹤跡。

　　係外行星系統如果擁有多顆行星，行星之間的引力相互作用會對行星的運動産生影響。TTV反演技術，即是通過測量系統中其他行星經過宿主恒星表面的時刻相對其公轉軌道周期的微小偏離，推斷待探測行星的存在。“這類似於通過觀察時鐘走得快慢，來判斷是否有只‘看不見的手’在撥動指針。”顧盛宏解釋。

　　TTV反演技術可有效彌補視向速度法和凌星法的不足。孫磊磊介紹，這一技術不需要直接觀測待發現行星遮擋宿主恒星的過程，也不需要測量宿主恒星在視線方向的輕微擺動。

　　捕獲開普勒-725c，驗證了TTV反演技術的有效性，為尋找更多“隱藏”在類太陽恒星和紅矮星宜居帶中的係外行星提供一條新路徑。

　　星際“串門”有多遠

　　“宇宙尋親”並非一時熱情，而是科學界持續推進的重要戰略任務。目前，“中國空間站巡天空間望遠鏡（CSST）”“地球2.0（ET）”等一系列空間科學項目正在穩步推進。未來，科學家將利用更高分辨率、更廣視野的空間觀測平台，專注於發現更多宜居係外行星，並對其開展深入研究。

　　“此次發現開普勒-725c所建立的新通道以及今後的相關研究結果，將為中國未來的空間天文任務提供新的觀測目標和探測技術支持。”王曉彬説。

　　利用TTV反演技術實現成功探測，為更多宜居係外行星空間探測任務提供了方法論支持。輔以大數據與人工智能輔助篩選，深空探測能力有望進一步提升，TTV信號背後的更多“隱藏行星”或將現身。

　　下一步，研究人員將結合係外行星透射光譜、發射光譜和直接成像技術等其他觀測手段，對相關宜居帶行星是否真正具備類地生命存在條件，做進一步研究。

　　“我們這代人，正在打開通向宇宙的第一扇門。”顧盛宏説，距離真正開展星際探索，人類還有很多的研究要做、很長的路要走。