由中国科学院云南天文台领衔的国际团队,在类太阳恒星宜居带探测领域取得重要突破,借助新型观测技术发现一颗大型“超级地球”开普勒-725c,为地外生命探索提供了关键线索。
类太阳恒星宜居带内的类地行星,因环境条件与地球相近,被视为解开地外生命谜团的重要突破口。此前,人类主要依靠“凌星法”和“视向速度法”搜寻系外行星,但二者均存在明显局限。凌星法需行星轨道平面与观测视线对齐,几何概率低,且类地行星引发的亮度变化微弱,易被背景噪声掩盖;视向速度法通过恒星光谱频移探测行星,却对小型类地行星灵敏度不足,还易受恒星活动干扰,对仪器精度要求极高。
受限于技术短板,已知宜居带类地行星多发现于红矮星附近。而此次研究聚焦类太阳恒星,其宜居带距离恒星更远,传统方法难以奏效。团队创新性采用“凌星中间时刻变化”技术,突破了观测瓶颈。该技术利用多行星系统间的引力相互作用,若存在未知行星,其引力会干扰已知凌星行星的轨道,导致凌星时刻出现规律性偏差,这种信号不易受噪声干扰,对小型行星也具备高灵敏度。
研究目标锁定天琴座的开普勒-725恒星,这是一颗距离地球2500光年的G型黄矮星,与太阳特性相近。科学家此前通过凌星法确认其存在一颗公转周期39.64天的气态巨行星开普勒-725b。此次研究中,团队发现开普勒-725b的凌星周期存在微小波动,经精密计算与数据分析,最终锁定了开普勒-725c的存在。
这颗大型“超级地球”质量约为地球的10倍,远超常规超级地球2至5倍地球质量的范围,它以椭圆轨道绕主恒星公转,轨道半长轴0.674个天文单位,公转周期207.5天。由于开普勒-725的质量和半径分别为太阳的88%和84%,开普勒-725c恰好位于其宜居带内,具备孕育生命的潜在条件。不过该恒星仅16亿年历史,即便存在生命,也大概率是原始生命形态。
值得一提的是,开普勒-725c并非凌星行星,传统方法根本无法探测到它。此次发现证实了“凌星中间时刻变化”技术对弥补传统方法不足的重要作用,为类太阳恒星宜居带类地行星探测提供了新路径。未来,随着技术不断迭代,人类有望发现更多潜在宜居行星,逐步揭开地外生命的神秘面纱。