竟有大气层？神秘海洋世界现身宜居带

（示意图/图片来源：AI制图/看中国）

在浩瀚宇宙中，人类追寻着另一个可能孕育生命的世界。在距离地球49光年的一颗系外行星，如今成为天文学界最受瞩目的研究对象之一。

它名为“LHS 1140 b”，环绕一颗低调却十分稳定的红矮星运行。从2017年被发现以来，短短数年间，科学家对它的认识已经历多次重大修正。从最初认为是一颗超高密度的岩石行星，到如今被视为可能覆盖广阔海洋的“海洋世界”，最新观测还发现它保有大气层，让这颗遥远星球成为寻找潜在宜居环境的重要候选者。

从超级地球到海洋世界

LHS 1140 b于2017年由MEarth计划发现，属于一颗“超级地球”，质量为地球5.6倍，半径为地球1.73倍。由于天文学家同时透过径向速度法与凌星法测得它的质量与半径，因此能比多数系外行星更精确推估其内部结构。

早期研究认为，LHS 1140 b可能拥有极高密度，推测它的铁镍核心占整体质量四分之三，是目前已知最致密的岩质行星之一。随着观测精度不断提升，2023年的最新分析重新修正它的质量与半径，结果显示它的平均密度远低于先前估计，不再符合典型岩石行星的特征。

研究团队提出新的解释，LHS 1140 b很可能是一颗海洋世界，有9%到19%的质量由水组成，另一种可能则是属于高密度迷你海王星。后续太空望远镜的观测已逐步排除富含氢的大气模型，使海洋世界的观点得到更多支持。

位于宜居带？

LHS 1140 b的母恒星LHS 1140，是一颗M4.5V型红矮星，它的质量仅有太阳的18.4%，半径为太阳的21.6%，表面温度3,096K，亮度只有太阳的0.38%。虽然亮度微弱，但这颗恒星至少已有50亿年历史，而且活动相当平静。

相较于许多容易爆发耀斑的红矮星，LHS 1140自转周期长达130天，至今并未观测到明显的大型耀斑事件，代表其行星受到剧烈恒星活动影响的机率相对较低。LHS 1140 b每24.737天绕行母恒星一圈，轨道距离仅有0.0946天文单位，看似十分接近恒星，但由于母恒星本身亮度很低，它接收到的辐射能量仅为地球的43%。这也使它完全落在母恒星的保守宜居带内，成为目前最受瞩目的潜在宜居系外行星之一。

如果拥有浓厚大气 表面可能存在液态水

依照天文模型推估，若完全不考虑大气效应，LHS 1140 b的平衡温度为摄氏零下43度，而平衡温度并不等于实际地表温度。

如果它具有与地球相近的温室效应，表面温度可提升至摄氏零下7度。若大气层比地球更加浓厚，温室效应为地球两倍，模型推算其表面温度可能接近摄氏23度，足以让液态水稳定存在。

另一方面，若缺乏大气层，研究认为整颗行星可能被冰层覆盖，但仍不排除内部受到放射性加热与潮汐加热影响，让地下液态水经由类似低温火山活动或间歇泉喷发至表面。

一半冰封 一半海洋？

随着詹姆斯·韦伯太空望远镜持续观测，研究人员对LHS 1140 b的大气有了更多线索。2024年公布的研究显示，观测已排除富含氢的大气层，支持它拥有由氮气、水蒸气与二氧化碳等较重分子构成的大气。同年7月，JWST首次发现氮气存在的初步迹象。

研究团队因此提出一种相当引人注目的模型，如果LHS 1140 b因潮汐锁定而始终以同一面朝向母恒星，那么朝向恒星的一侧可能维持液态海洋，背向恒星的一面则覆盖厚厚冰层，使整颗行星呈现如巨大眼球般的外观，因此被称为“眼球世界”。

若未来观测能进一步证实，这将成为目前已知最具代表性的海洋系外行星之一。

首次确认宜居带岩质行星保有大气层

真正令天文界振奋的是2026年的最新成果，研究团队利用位于智利拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦－克莱望远镜，分析LHS 1140 b凌日时穿越大气层的星光。观测结果发现，高层大气存在与氦相符的吸收讯号，代表这颗行星仍保留着大气，部分氦正持续向太空逸散。研究指出，这些氦受到母恒星X射线与极紫外线加热后，形成持续向外流失的大气外流现象。

隔年再次观测时，研究人员没有再测到明显氦讯号，但模型分析认为，这可能反映恒星活动降低，使氦逸散减弱，而非代表大气已经消失。综合各项观测结果，目前研究倾向认为，LHS 1140 b的高层大气以氦为主，较重的水蒸气等物质可能停留在较低的大气层。

更重要的是，这也是目前首次有研究证实，一颗位于恒星宜居带内、以岩质为主的系外行星保留了大气层，为探索系外生命环境跨出重要一步。

宇宙中的另一个蓝色世界？

目前为止，科学家尚未证实LHS 1140 b存在生命。然而，它同时具备宜居带位置、可能大量液态水、相对稳定的母恒星，以及保留下来的大气层等多项条件，使它成为现阶段最值得深入研究的系外行星之一。

距离地球49光年的它，或许仍遥不可及，但每一次新的观测成果，都让人类距离解答宇宙中是否还有另一个适合生命存在的世界这个古老问题，又向前迈进了一步。