重大發現：適居帶中的超級地球
由中國科學院雲南天文台領導的國際天文學家團隊宣布，發現了一顆引人注目的系外行星，命名為 Kepler-725c。這顆行星的質量約為地球的 10 倍，繞行一顆類太陽恆星，位於所謂的「適居帶」內，也就是恆星周圍可能具備液態水存在條件的區域。這項發現於 2024 年 6 月 3 日刊登在《自然天文學》，是人類持續尋找可能孕育生命的星球的重要里程碑。 Kepler-725c 距離地球約 2,472 光年，繞其母星公轉一周需 207.5 天。母星 Kepler-725 是一顆 G 型主序星，與太陽相似，但年紀較輕、磁場活動也較強。這顆行星接收到的恆星輻射約為地球的 1.4 倍，而且每年有部分時間會進入適居帶，讓人不禁好奇它的氣候與宜居潛力。Kepler-725c 是如何被發現的？
目前發現系外行星最常用的兩種技術是凌日法，透過偵測行星經過恆星前方時造成的亮度下降來尋找行星；以及徑向速度法，測量行星引力造成恆星的輕微晃動。然而，這些方法較容易發現體積大、軌道週期短的行星，因此難以在類太陽恆星周圍找到軌道較遠、週期較長的類地行星。 Kepler-725c 是透過一種較先進的方法「凌日時間變異法（TTV）」發現的。天文學家沒有直接觀測這顆行星，而是觀察同一系統中另一顆行星凌日時刻的細微變化，具體來說就是氣體巨行星 Kepler-725b。Kepler-725c 的引力會使 Kepler-725b 凌日的時間比預期稍早或稍晚。團隊仔細分析這些時間變化後，得以推斷這顆隱藏超級地球的存在、質量與軌道。「這就像觀察時鐘走得多快，藉此判斷是否有人悄悄撥動了指針，」研究第一作者孫磊磊解釋。這是首次運用 TTV 技術，在類太陽恆星的適居帶中發現超級地球，展現了這項技術找出傳統方法可能錯過的行星的能力。
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Kepler-725c 有何特別之處？
超級地球是比地球大、但比海王星小的行星，也是銀河系中最常見的行星類型之一。然而，目前已知位於適居帶的超級地球，大多繞行紅矮星；這類恆星比太陽小，也較冷。由於紅矮星的凌日與徑向速度訊號較強，因此較容易偵測到行星。在類太陽恆星的適居帶中找到超級地球，則要罕見得多，對尋找生命也更具意義，因為這類恆星與我們太陽系的恆星更為相似。 Kepler-725c 的軌道明顯呈橢圓形，代表它一年中只有部分時間位於適居帶。這可能造成劇烈的氣候變化，實際情況則取決於行星的大氣與地表條件。雖然它的質量顯示可能是岩質行星，科學家提醒，若沒有直接觀測大氣，仍無法確定它究竟是岩質、富含水，還是以氣體為主。 儘管位置看來頗具潛力，Kepler-725c 距離地球仍極為遙遠，約為地球與太陽距離的 1.6 億倍。因此，直接研究這顆行星並不容易；以目前的觀測角度來看，它不會凌日遮掩母星，所以詹姆斯．韋伯太空望遠鏡等現有望遠鏡也無法探測其大氣。廣告
為什麼 TTV 技術是重大突破？
TTV 方法為系外行星搜尋開啟了新可能，尤其適用於不會凌日母星，或體積太小、距離太遠而難以用其他方法偵測的行星。天文學家透過監測不可見行星對鄰近行星造成的引力影響，就能在原本可能無從察覺的行星系統中，找出隱藏的星球。 預計這項技術將在即將展開的太空任務中扮演重要角色，例如歐洲太空總署的 PLATO 任務，以及中國的「地球 2.0」計畫。這些任務旨在尋找更多類太陽恆星周圍的類地行星，而 TTV 技術可能大幅增加可供研究的潛在宜居世界數量。「這項發現展現了 TTV 技術偵測類太陽恆星適居帶低質量行星的潛力，」孫磊磊表示。這支國際研究團隊的科學家來自中國、德國與英國，展現全球共同努力，試圖解答人類最古老的問題之一：我們在宇宙中是孤獨的嗎？
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接下來有哪些步驟？
儘管發現 Kepler-725c 是一大進展，但仍有許多未知之處。科學家希望未來的望遠鏡與太空任務能直接觀測這類行星的大氣，尋找水、氧氣或其他生命跡象。目前，Kepler-725c 仍是人類在宇宙中尋找另一個地球時，一條引人遐想的線索。 隨著科技進步，以及 TTV 等新偵測方法日益普及，找到真正類地行星，甚至發現生命的機會也持續增加。廣告
摘要
- Kepler-725c 是一顆質量約為地球 10 倍的超級地球，繞行類太陽恆星，位於適居帶中。
- 這顆行星是透過凌日時間變異法（TTV）發現的；此方法藉由偵測行星對鄰近行星造成的引力影響，找出隱藏行星。
- 這是 TTV 首次在類太陽恆星的適居帶中找到超級地球，為系外行星發現帶來重大突破。
- Kepler-725c 的軌道讓它每年有部分時間進入適居帶，也引發對其氣候與生命存在可能性的疑問。
- 這項發現凸顯國際合作與新偵測方法在尋找太陽系外類地世界方面日益增強的力量。
