天文學家首次證實，位於宜居帶的岩石系外行星 LHS 1140 b 擁有大氣層

天文學家確認了什麼？

研究團隊利用位於智利的麥哲倫黏土望遠鏡（Magellan Clay telescope），偵測到氦氣正從該行星逸散。由於LHS 1140 b的年齡已相當古老，按理來說，其原始的氦元素應該早已散失殆盡。因此，目前仍觀察到氦氣逸散的訊號，意味著行星內部有機制在持續補充大氣——這是一項強而有力的間接證據，證明LHS 1140 b擁有穩定、持續存在的大氣層，而非光禿禿的岩石。

LHS 1140 b距離地球約48光年，位於鯨魚座。它是一顆「超級地球」，質量約為地球的5.6倍，半徑約比地球大70%，每24.7天繞行其紅矮星母恆星一圈。這顆行星正好位在其恆星的宜居帶（又稱「金髮姑娘區」）內——也就是溫度條件允許液態水存在於行星表面的區域。

早在2023年，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的觀測就已暗示，LHS 1140 b可能是一顆超級地球冰質或水世界，甚至有可能是被冰層包圍、只存在單一液態海洋的「眼球行星」。而本次大氣層的發現，則為這幅拼圖補上了至關重要的缺失一塊。

這項發現為何如此重要？

1. 史無前例的首次偵測

雖然天文學家已多次偵測到氣態巨行星的大氣層，但這是在一顆位於宜居帶內的岩石、溫帶系外行星上，首次確認有大氣層的存在。這項研究的共同作者David Charbonneau表示：「人們普遍對一些大哉問感興趣：我們是孤獨的嗎？地球或太陽系之外是否有生命？就這個層面而言，這項研究揭示了一顆位於宜居帶岩石行星上，第一個被發現的大氣層。」

2. 為尋找生命鋪路

這顆行星是岩石構成、處於適宜溫度，現在又證實擁有濃厚大氣——這正是科學家認為支持生命所需的三大要素。Charbonneau指出：「我們認為生命所需的所有關鍵條件，現在都齊備了。」

3. 揭開大氣演化的奧秘

偵測到氦氣，背後隱藏著更深刻的故事。這顆行星的大氣仍在持續流失氦氣，意味著氣體必須從地下重新補充，這間接證明LHS 1140 b的大氣層是厚重、穩定且持續循環的，而非僅是依附在死寂世界上的稀薄殘留。

4. 系外行星研究的終極目標

類似這樣的行星，數十年來一直是系外行星研究領域夢寐以求的聖杯。美國《太空網》在報導中寫道：「這可能是我們最接近找到一顆能夠支持生命的行星。」 這項發現將討論從「這種行星可能存在嗎？」推進到「我們找到了一個，現在能從它身上學到什麼？」

下一步：韋伯太空望遠鏡的後續觀測

LHS 1140 b已是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡「岩石世界總監酌情時間計畫」（Rocky Worlds Director's Discretionary Time Program）的鎖定目標。未來4到5年的觀測，將搜尋水蒸氣、二氧化碳等分子，以確認是否存在穩定、能支持生命的大氣層。如果偵測到水冰或液態水，LHS 1140 b將成為太陽系外最有可能適合居住的世界。正如《紐約時報》報導，論文第一作者Collin Cherubim表示：「現階段，我們沒有任何證據證明該行星上有生命存在。但是，我們相信所有至關重要的基本要素都已齊備。」

注意事項與尚未解決的問題

天文學家們謹慎地避免過度解讀這項發現。目前偵測到的大氣主要成分是氦，而非地球大氣中的氧氣或氮氣。以氦為主的大氣可能對我們所知的生命型態並不友善，不過它仍有可能在其下方支撐著一個海洋。目前尚無任何生命跡象的證據，可能需要多年的JWST觀測，才能確定這顆行星是否真的適宜居住。

為什麼這很重要？

LHS 1140 b代表了一個轉捩點。人類首次擁有直接證據，證明在另一顆恆星的宜居帶內，存在一顆擁有濃厚大氣層的岩石、溫帶行星。過去所有在小體積系外行星上偵測到大氣層的報告，不是模稜兩可就是備受質疑。這一次的發現清晰明確。如果宇宙中存在一個潛在的生命世界，那麼可能還有數不盡的個其他世界——這將大幅提升宇宙中存在外星生命的機率。