在我們約 48 光年遠的鯨魚座裡，有一顆直接被冰雪覆蓋的行星。 星際大戰 中央鑄造。一個半球總是面向主恆星，在永久白天的一側形成一個小的融化海洋，使其看起來像一個巨大的眼球。

更重要的是，這個幾乎是地球兩倍大的水球可能是我們在宇宙其他地方尋找適合居住條件的最佳機會。

LHS 1140 b（因其繞著一顆名為 LHS 1140 的紅矮星運行而得名）的最新照片是 2017年發現，即使在那時，它似乎也是一個適合生活的吉祥之地。

現在，在 最近的一篇論文蒙特利爾大學的研究人員加大了賭注。在分析了詹姆斯韋伯太空望遠鏡的數據後，他們得出的結論是，這顆行星更有可能是一顆岩石超級地球，而不是一顆氣態迷你海王星，而且它可能擁有富含氮的大氣層— —這是生物學出現的兩個關鍵因素。

宜居行星

天文學家已經記錄 超過 5,700 顆系外行星 自 1992 年以來，其他物種也可能孕育生命。

「但除此之外，」該論文的主要作者、蒙特利爾大學的博士生查爾斯·卡迪厄斯(Charles Cadieux) 說，「我們知道，在宜居帶中只有三顆行星擁有大氣層：地球、火星和LHS 1140 b 可能是第三個。

發現這顆行星的團隊負責人傑森·迪特曼（Jason Dittman）並未參與卡迪厄的工作，他表示，新發現為未來望遠鏡時間的「超級重要」分配提供了強有力的理由。

「我們應該認真考慮向這個星球投入大量寶貴的資源，」他說。 “這絕對是有希望的。”

一個可能適合居住的超級地球

科學家對 LHS 1140 b 的理解很複雜，因為他們從未近距離觀察過類似的物體。在我們的太陽系中，地球（最大的岩石內行星）與氣態巨行星海王星和天王星之間存在著巨大的差距，這兩顆行星的體積是海王星和天王星的四倍，但組成卻截然不同。

“介於兩者之間的一切，”卡迪厄說，“我們不太確定這些行星的組成。”

LHS 1140 b 的大小是地球的 1.7 倍，剛好位於兩者之間。它屬於哪一類就很重要了。如果沒有某種表面——岩石行星上存在但氣態行星上不存在——生命就無處立足。

為了區分這兩個選擇，卡迪厄和他的同事觀察了 LHS 1140 b 的“凌日”，即它經過我們和它的恆星之間的時期。透過測量恆星掠過行星時光譜的變化，他們能夠排除氣態巨行星特有的富氫大氣層的存在。這種被稱為透射光譜的方法證實了 LHS 1140 b 可能更像超級地球而不是迷你海王星。

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LHS 1140 b 上水和大氣的可能性

同樣重要的是，他們的測量結果首次揭示了一顆可能適合居住的系外行星上的大氣層，其中某些光譜特徵可以透過氮分子的光散射效應得到最好的解釋——這與國內藍天的現象相同。這些結果是暫定的。但如果 LHS 1140 b 的大氣層確實以氮氣為主，那就意味著這顆行星擁有地球生命維持的標誌之一。

它似乎還可能誇耀另一個：水。儘管 LHS 1140 b 是一顆超級地球，但它的密度遠低於預期的類似地球成分的行星，這表明其質量的 10-20% 可能是水，儘管大部分以冰的形式存在——因為這行星與它的恆星同步旋轉，就像月球與地球一樣，總是有冰凍的一面。

不幸的是，我們無法直接看到可能有多少液態水。但卡迪厄的氣候模擬（假設氮和二氧化碳的水平與地球相似）產生了一個直徑近 2,500 英里的靶心海洋（大約是大西洋的一半大小）和溫暖的 68 華氏度。

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比較系外行星

儘管 JWST 的觀測提高了 LHS 1140 b 的知名度，但它們卻緩和了人們對另一組潛在宜居世界的興奮：七顆繞軌道運行的系外行星 特拉普派斯特-1。發現於 2017 年，與 LHS 1140 b 同年，整個系列都是岩石，大小大致相當於地球，其中幾個位於“宜居帶”內，該地帶允許地表水以液態形式存在。

「這是一個很棒的系統，」迪特曼說，但早期的 JWST 結果卻令人沮喪。基於 TRAPPIST-1 的分析 乙 和 c，內行星似乎沒有大氣層和水。 “如果這一直成立，那麼也許我們就有麻煩了。”

同時，LHS 1140 b 看起來越來越有吸引力。它的恆星不如 TRAPPIST-1 活躍，這意味著它比該系統中的行星接收到的 X 射線和紫外線輻射（可能會剝離大氣層）更少。

但 TRAPPIST-1 也有一個很大的優點；這顆恆星是如此之小，以至於它的行星相比之下要大得多，從而增強了光譜訊號的傳輸。 （當然，TRAPPIST-1 強烈的恆星活動也會幹擾該訊號，難以解釋大氣資料）。換句話說，即使 LHS 1140 b 是大氣層的更好候選者，它也更難觀測到。

迪特曼以科學家的鎮定態度接受了這個宇宙的第 22 條軍規：“你得到的行星是你得到的。”

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決定在哪裡尋找地球以外的生命

這些考慮使天文學界做出了艱難的決定。在尋找宜居系外行星時，應該尋找哪裡以及需要多長時間？正如迪特曼指出的那樣，韋伯的時​​間非常寶貴。每年都有來自世界各地的數千名科學家爭奪它。望遠鏡預計還能再存活二十年，但由於其鏡頭遍布如此多的項目，系外行星研究人員必須明智地選擇目標。

迪特曼說，在觀測遙遠行星的大氣層時，「你不會被蘋果咬到很多」——就 1140 b 而言，每年望遠鏡只能看到其長達 4 小時的凌星現象。 「基本上，你需要好好利用接下來的每一個小時，」他說。 “我們現在正處於這樣的時刻，如果我們現在不開始，這一切就不會發生。”

太空望遠鏡科學研究所（負責監督 JWST 和哈伯太空望遠鏡的運行）所長詹妮弗·洛茨 (Jennifer Lotz) 上個月宣布，她將分配 500 小時韋伯時間 研究附近太陽系中岩石系外行星的大氣層。目前尚不清楚該項目將覆蓋哪些行星，也不清楚時間將如何在它們之間分配。

值得記住的是，迄今為止，詹姆斯韋伯太空望遠鏡只檢查了其中的一小部分行星。隨著它繼續在宇宙中尋找生命跡象，結果可能會發現岩石、溫帶行星上充滿了大氣層，這又增加了從 LHS 1140 b 開始的清單。但目前，卡迪厄把賭注押在了天眼上。

“就宜居性而言，”他說，“我認為它仍然非常獨特。”

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科迪·科蒂爾 (Cody Cottier) 是《Discover》的特約撰稿人，他喜歡探索有關宇宙和我們的家園星球、意識的本質、科學的倫理含義等的重大問題。他擁有華盛頓州立大學新聞和媒體製作學士學位。