浙江
首颗拥有大气层的宜居岩质行星被确认。
艺术家以科学为基础描绘的LHS 1140 b行星及其主星和同属一个系统的另一颗行星。主星LHS 1140是一颗低温红矮星。新研究提供了有力的证据，表明LHS 1140 b拥有大气层。这一发现在系外岩质行星的研究中是里程碑式的。Melissa Weiss / CfA
大部分科学发现是逐步取得的。但有时候一个看上去极小的发现，却也会有非凡的意义。比如这一次，一些天文学家首次确认，在距离地球48光年外的一颗红矮星周围，存在一颗位于生命宜居带，同时又拥有大气层的岩质行星。这个发现乍看起来似乎没有什么好奇怪的，但分量其实不轻。
这颗行星的编号为LHS 1140 b，意味着它正在围绕一颗名叫LHS 1140的恒星运行，且已被潮汐锁定（和地月关系类似，它的一个半球永远朝向母星）。LHS 1140是一颗红矮星——这是质量最小的一类恒星，表面温度非常低，也非常昏暗——但它们的幼年期通常十分活跃。
这颗行星位于其母星的宜居带。所谓宜居带是指行星距离其母星的一个环带区间——在这个区间内，行星表面的水有机会保持液态——不过具体到个例，水是否能够以液态存在，还要视其他条件而定——比如这颗行星是否是岩质行星——也就是说它是否像地球一样，主要由岩石构成，而非像木星那样主要成分是气体——以及它是否有一个合适的大气层。
目前人类已经发现并经确认的系外行星数量已经超过了6000，位于宜居带的行星有上百，同时又是岩质行星的有几十——而在这几十颗行星中，此前从未有一颗被确认拥有大气层。
没有大气对于生命而言很麻烦——在那里，宜居其实根本无从谈起——没有空气，水无法保持液态，也没有天气；宇宙辐射会不受阻挡地到达行星表面；更不可能形成生命赖以生存的化学环境。
主持研究的是来自哈佛大学的Collin Cherubim。其领导的科研小组在《科学》杂志上刊文宣布了这一发现。天文学家在研究中采用了一种新的方法——他们先用数学模型对行星表面是否有可能存在大气层进行了预测，然后用坐落在智利的麦哲伦望远镜对预测结果进行了验证。
模型预测结果认为，LHS 1140 b拥有一个富含氦气的上层大气，且这些氦正在缓慢地向太空逃逸；而麦哲伦望远镜WINERED光谱仪的观测结果证实了这一预言。
天文学家在观测中还撞上了好运——当晚这颗行星在从其母星表面掠过（也就是发生所谓的凌星）时，该系统中的另一颗行星也恰好从母星表面掠过。这为研究人员提供了极其难得的对比样本。
他们发现，他们无法在另一颗行星身上观测到存在大气的迹象；LHS 1140 b却完全不是这样——它的周围有这么多逃逸到太空的氦，就像它在“呼吸”一样——而这是它拥有大气的绝好证明。
研究人员称，LHS 1140 b的大气层可能已经存在了三十亿年以上。
LHS 1140 b是一颗所谓的“超级地球”，其质量相当于地球的5.6倍，半径相当于地球的1.73倍，密度和地球相似；其公转周期大约相当于24.7个地球日。如果它没有大气层，平均表面温度大约只有-47摄氏度——在其永夜面，温度更可低达-270摄氏度——在这种情况下，即使其永昼面的温度可以在0摄氏度以上，液态水也不可能存在；但是如果它有大气层，情况可能就完全不一样了。
这一发现打开了一扇新的通往发现的大门——同样的技术未来可以应用在针对更多其他行星的研究上。研究人员现已开始准备精确解析LHS 1140 b大气的成分，以探究其表面是否有可能存在海洋。
虽然目前还不知道LHS 1140 b行星的这个大气层中是否存在生命，但这是人类首次获得明确的证据，表明一颗位于宜居带的岩质行星同时拥有大气层。宇宙在大多数情况下并不愿意将其保守的奥秘和盘托出，而是需要我们极有耐心地去一点点揭示。
参考
First Atmosphere Detected on a Habitable-Zone Rocky World
https://www.cfa.harvard.edu/news/first-atmosphere-detected-habitable-zone-rocky-world
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