近邻岩质行星LHS 1140b或拥有持续补充的大气层

发现背景与意义

2016年，佛罗里达大学天文学助理教授杰森·迪特曼利用地面巡天数据，通过机器学习算法排除地球大气干扰，发现了岩质系外行星LHS 1140b。这颗行星位于其宿主恒星的宜居带内，距离地球约40光年，由岩石构成而非气体。近十年后，一项发表于《科学》杂志的新研究指出，LHS 1140b可能拥有自己的大气层，这使其成为首个被发现可能保有大气层的类地岩质行星。

氦气逸出的关键证据

研究团队使用智利拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦克莱望远镜，探测到LHS 1140b周围存在氦气逸出的迹象。然而，根据行星的年龄推算，如果其内部没有持续补充机制，氦气早已耗尽。迪特曼在发现该行星后迅速申请了X射线数据，这些数据揭示了宿主恒星对行星的能量输入，成为解释氦信号的关键。X射线数据表明，行星因恒星辐射而损失氦气的速率，恰好证明它必须正在补充氦气供应，否则不会有氦气残留。

与其他岩质行星的对比

过去十年发现的多数岩质行星都随时间失去了大气层。考虑到LHS 1140b的年龄以及类似行星普遍缺乏大气层的情况，研究团队最初并未预期发现氦气。迪特曼表示，该领域曾一度认为所有此类行星可能都没有大气层，需要转而研究类太阳恒星周围的行星。而LHS 1140b的出现打破了这一趋势，成为第一个拥有大气层的候选者。

未来验证计划

LHS 1140b已被列入“岩质世界主任自由裁量时间计划”，该计划是詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜的联合项目，专门寻找围绕矮星运行的岩质系外行星的大气层证据。研究团队首先选择观测氦气，因为它最容易探测。现在，他们可以开始寻找二氧化碳和水，以进一步测试行星条件。迪特曼表示，未来四到五年内，韦伯望远镜的数据将寻找水分子，如果大气中存在水，则很可能是一个稳定的、将持续存在的大气层。

科学意义与展望

这项研究首次为类地岩质行星可能拥有大气层提供了有力证据。如果LHS 1140b确实拥有稳定的大气层，它将为研究系外行星大气演化、宜居性条件以及生命存在的可能性提供宝贵样本。迪特曼强调，韦伯望远镜的数据将最终回答该行星是“偶尔喷出气体然后立即逸散的裸岩”，还是“像地球一样持续泄漏物质的稳态大气”。这一发现标志着系外行星研究从“寻找行星”向“表征大气”的重要转变。

研究团队与发表信息

该研究由科林·切鲁宾作为第一作者，发表于2026年7月的《科学》杂志，论文编号DOI: 10.1126/science.aea9708。研究得到了佛罗里达大学等机构的支持，并经过同行评审和编辑流程的严格把关。

原标题：Nearby rocky planet may be replenishing helium from atmosphere, study finds。 来源：phys.org。

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