欢迎来到LHS 1140b——一个处在宜居带内的超级地球

      最近，人们开始频频听到一些有关系外类地行星的新进展。最初，我们发现了一颗围绕比邻星运行的类地行星，震惊了所有人。然后，我们又在距离我们仅39光年的地方发现了TRAPPIST-1，一个“缩小版的太阳系”。而现在，哈佛史密松天体物理中心的科学家又在距离我们41光年远的一颗M型红矮星周围发现了一颗绕其运行的“超级地球”。这项发现已发表在4月20日的《自然》杂志上。

      LHS 1140b的发现是十分有趣的。它的50亿岁的红色低温主星已经50亿岁了，质量仅仅为太阳质量的15％。LHS 1140b每25个地球日就从它的主星前经过一次。在研究中，哈佛史密松天体物理中心的科学家杰森·迪特曼(Jason Dittmann)和他的团队整合了MEarth项目的数据和高精度径向速度行星搜索器(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, HARPS)所测量的径向速度数据，这种高分辨率的跟踪观测使得科学家能够非常精确地计算出行星的轨道参数和物理性质：这颗“超级地球”质量在地球的4.8倍到8.5倍之间，距离其母恒星的距离仅有0.09天文单位(大约是太阳与水星平均距离的四分之一)，它的直径大约为地球的1.4倍。用它的质量和半径可以计算出这颗行星的密度为12.5克每立方厘米——竟然几乎是地球平均密度的两倍！

      红矮星通常是耀斑喷发频繁的恒星，因此大大减少了在任何绕其旋转的行星世界上生命存在的可能性。但是与此同时它们也有着极长的寿命和“吝啬”的能量输出，这些低温恒星可以闪耀数万亿年之久，比宇宙现在的年龄还要长，这给其行星提供了充足的时间进化出生命。

      迪特曼认为，与同样以红矮星作为母恒星的TRAPPIST-1系统相比，LHS 1140系统有所不同。TRAPPIST-1自转相当快，大约每三天便自转一周。高频率的自转为恒星在高能量波长下的活动提供能量，这会使得环绕恒星的行星变得干燥而不可能有任何生命。相比之下，LHS 1140似乎是不活跃的。“在我们观测它的几年中，我们没有看到它有任何的耀斑爆发现象。”迪特曼说。这可能是因为LHS 1140有着130天较缓慢的自转周期。红矮星经常因其周围的不宜居性而遭诟病，但温和的LHS 1140恒星或许可以成为一个例外。

      这颗14等星位于赤经00时45分，赤纬-15度14分，在鲸鱼座天区。

      MEarth项目专注于寻找M型星周围的地球大小的行星。于2014年启动，MEarth项目使用了两列共8台16英寸（406毫米）口径望远镜。一组位于南美洲智利托洛洛山美洲际天文台，另一组位于美国亚利桑那州图森市的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台。

      MEarth项目使用这些地基望远镜来寻找M型星附近的凌星行星(凌星是指行星从恒星前面经过时遮挡一部分的光导致恒星光度降低的现象)。到现在为止，MEarth已经发现了3颗系外行星。（另外两颗为GJ 1214b 于 GJ 1132b）

      MEarth发现的三颗系外行星均为超级地球。但是一个超级地球近距离看起来是什么样子还只能靠推测。在我们的太阳系中，地球是类地行星中最大的，体积仅次于遥远的冰质气态行星——天王星和海王星。但是在地球和海王星之间的木星和土星体积是太阳系中的佼佼者。科学家仍在搜集证据，好根据具体情况判定这些超级地球到底是像地球一样的岩态行星，还是海王星这样的气态行星。

      LHS 1140b从它的母恒星那接收到的能量大约是地球从太阳接收到的一半。所以尽管LHS 1140b质量大到足以留住大气层，甚至在其表面可能存在液态水，将它称作“像地球”（而不仅仅是“和地球一样大”）还有待更多考量：因为类地行星的种类似乎比我们意识到的更多。从遥远的距离看上去，连金星都很“像地球”，但毫无疑问星际方舟不会把它作为目的地。

      尽管如此，像LHS 1140b这样离我们近的行星仍然是未来任务的主要潜在目标。例如明年的詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope, JWST）和外行星凌星探测卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS）。

      接下来，科学家将收集LHS 1140b的光谱图像以确定其大气层的成分，以及它的大气层是否有生物活动迹象。

      “LHS 1140b是跟踪研究系外类地行星最好的目标，” 麻省理工学院的研究员伊丽莎白·牛顿说，“比邻星b不从它的主星凌星，这也就意味着我们不能用詹姆斯·韦伯望远镜研究它的大气层。TRAPPIST-1光度太弱，这意味着想要通过径向速度法测量其行星的质量是非常困难的。”

      每一次系外类地行星的发现都让我们多了解了一点我们的系外邻居，比如发现一个像LHS 1140b这样全新的世界。