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最為關心的宇宙謎題。近日，由中國科學院云南天文臺（以下簡稱云南天文臺）牽頭的國際研究團隊，在一顆類似太陽的恒星周圍發現一顆位于宜居帶的超級地球Kepler-725c（參見圖1），它的質量大約是地球質量的10倍。相關成果于6月3日發表在國際著名科學期刊《自然-天文》（Nature Astronomy）上，得到多位審稿專家的高度評價。
發現新的宜居超級地球
據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46億年的太陽年輕，年齡僅為16億年，表面的磁場活動也比太陽活動更為劇烈。
這顆行星位于Kepler-725的宜居帶，即一個適合液態水存在的區域，被認為是類地生命誕生的關鍵條件。它繞宿主恒星運行一圈大約需要207.5天，與地球的長度為一年的公轉周期相近。
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鏡（Kepler）捕捉到，似乎躲在了盲區中。而在這次研究中，科研人員首次利用凌星中間時刻變化（Transit Timing Variation，TTV）反演技術，通過觀察Kepler-725行星系統中另一顆行星穿過宿主恒星表面的時刻對公轉軌道周期的微小偏離，成功地推斷出它的存在。據論文第一作者、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”在悄悄地撥動時鐘指針。
圖1. 藝術想象圖，右下角為利用TTV反演技術發現的“隱藏”在類太陽恒星宜居帶內的行星Kepler-725c。 中國科學院云南天文臺供圖過去，科學家主要使用兩種方法尋找低質量系外行星：一種是凌星法，通過觀察行星遮擋宿主恒星發出的光來發現行星；另一種是視向速度法，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。但是，對于像地球這樣體積小、軌道遠離宿主恒星的行星，由于觀測精度不夠，以至于這兩種方法都很難奏效。
本項目研究團隊使用的TTV反演技術，不需要看見待發現行星遮擋宿主恒星的過程，也不需要宿主恒星在視線方向發生輕微擺動，只需測量與待發現行星軌道共振的另一顆行星的凌星時間，就能間接感知待發現行星的存在。這使得TTV反演技術成為發現類太陽恒星宜居帶中“隱形行星”的有力工具。這項發現標志著中國科研團隊在尋找第二個地球（“地球2.0”）的征途上邁出了關鍵的一步。
接下來，還要探索什么？
顧盛宏表示，此次建立的新通道和稍后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，如中國載人航天工程巡天空間望遠鏡（CSST）、地球2.0（ET）項目等。“相關研究團組計劃將TTV反演技術應用于更多的系外行星系統，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。”顧盛宏表示，“同時，我們還將結合其它觀測手段，如系外行星透射光譜、發射光譜和直接成像技術等，進一步地研究這些宜居帶行星是否真的具備類地生命存在的條件。在國際合作方面，未來我們也將積極參與歐洲的行星凌星與恒星振動探測計劃（PLATO）和ARIEL望遠鏡項目的數據分析工作，與全球科學家共同推動對類地系外生命的探索。”
也許在不久的將來，人類真的能夠找到一顆類似于地球的“藍色星球”。那時，將能夠回答這個著名的千古難題：我們孤獨嗎？
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02565-z
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