星會不會被恒星“鎖死”?就像月球永遠一麵朝地球,LHS1140b可能一麵永遠對著恒星(永晝麵),另一麵永遠黑暗(永夜麵)。永晝麵溫度可能太高,永夜麵可能結冰,隻有中間地帶可能有液態水。
2020年,陳默用氣候模型模擬了這個場景。假設LHS1140b有和地球類似的大氣(含二氧化碳和氮氣),模型顯示:永晝麵平均溫度35℃,永夜麵-40℃,中間“晨昏線”區域溫度0-20℃,液態水可以穩定存在。“就像把地球斜著轉,”陳默說,“隻不過轉軸傾角幾乎為零,但大氣環流能把熱量帶到背麵,不至於全凍上。”
更讓人安心的是LHS1140的“溫柔”。紅矮星的耀斑通常攜帶致命紫外線和高能粒子,能剝離行星大氣。但LHS1140的耀斑頻率極低,過去十年隻觀測到一次微小耀斑,能量不到太陽耀斑的萬分之一。“它就像個脾氣好的家長,不會隨便對孩子發脾氣,”陳默笑稱,“給了行星大氣層‘活下來’的機會。”
四、尋找“大氣指紋”:哈勃與韋伯的“偵探遊戲”
要確認LHS1140b是否真有大氣,得像偵探一樣找“指紋”。2021年,陳默團隊申請了哈勃太空望遠鏡的觀測時間,目標是捕捉行星淩日時恒星光的“顏色變化”——如果行星有大氣,特定波長的光會被大氣分子吸收,留下“條形碼”。
觀測在2022年春天進行。當LHS1140b從恒星前經過時,哈勃同時記錄了紫外、光學、紅外波段的亮度。結果讓團隊既興奮又困惑:光學波段的光變曲線符合岩石行星的預期,但紫外波段卻出現了異常吸收——像是大氣裡有氫氣,但含量又太少。
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“可能是氮氧化物?”陳默在組會上猜測,“或者原始大氣還沒完全演化?”正當大家爭論時,韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測申請批下來了。2023年夏天,韋伯的NIRSpec儀器對準LHS1140b,用高分辨率光譜掃描它的大氣。
這次的數據更清晰:在近紅外波段,甲烷和二氧化碳的吸收線若隱若現,但沒有檢測到水蒸氣。“目前看,它可能有稀薄的大氣,以二氧化碳為主,類似火星早期,”陳默在《天體物理學報》的預印本上寫道,“但也不能排除它被恒星風吹散了大部分大氣,隻剩一層薄紗。”
這個結果讓“宜居”打了個問號,但也點燃了新的希望。陳默的學生小林提出:“也許它的地質活動活躍,火山噴發不斷補充大氣?紅矮星行星的地質活動可能比地球持久。”團隊立刻申請了地麵望遠鏡的紅外觀測,想找火山活動的跡象——比如矽酸鹽顆粒的熱輻射。
五、“49光年外的鄰居”:人類與超級地球的“跨星際問候”
2023年冬天,陳默在智利的天文台接待了一位特殊訪客:12歲的天文愛好者小宇。男孩攥著畫滿行星的筆記本,眼睛亮得像星星:“叔叔,LHS1140b真的能住人嗎?”
陳默蹲下來,指著牆上的星圖:“現在還不知道,但它給了我們一個機會——研究一顆離得近、又安靜的超級地球,看看生命需要什麼條件。也許再過十年,韋伯或下一代望遠鏡能看清它的大氣成分,甚至找到氧氣的痕跡。”
小宇似懂非懂地點點頭,突然問:“那我們要多久才能去那裡?”
陳默笑了,望向窗外的銀河:“以現在的技術,火箭要飛上百萬年。但你看這顆星星,”他指著LHS1140的方向,“它的光走了49年才到地球,我們現在看到的,是它49年前的樣子。也許在我們說話的時候,LHS1140b上的‘人’也在看我們,好奇這顆49光年外的藍色星球呢。”
那天晚上,陳默在日誌裡寫:“我們尋找宜居行星,其實是在尋找另一個‘可能的自己’。LHS1140和它的超級地球,像宇宙遞給我們的一麵鏡子,照見人類對‘家’的渴望——不管多遠,總有人在抬頭仰望,想知道‘我們是不是孤獨的’。”
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